Pesquisadores da Universidade Stanford conseguiram, pela primeira vez na história, construir um vírus do zero usando inteligência artificial. O estudo, assinado por oito autores, foi publicado na quinta-feira, 6, na revista Science, com Samuel H. King como líder e Brian Hie como autor sênior. A demonstração renova as esperanças de avanços na medicina e, ao mesmo tempo, gera preocupação sobre possíveis usos problemáticos.
Como a IA construiu um vírus
Para chegar ao resultado, os cientistas usaram o Evo, um modelo de linguagem genômica que prevê a próxima letra do código genético. O processo ocorreu em quatro etapas:
- Pré-treinamento não supervisionado dos modelos Evo 1 e Evo 2 em grandes volumes de genomas existentes.
- Ajuste fino sobre genomas da família Microviridae.
- Orientação por sequências do ΦX174.
- Modelos preditivos guiaram a geração para arquiteturas viáveis e hospedeiro-alvo.
O sistema, portanto, não desenhou o genoma manualmente, mas aprendeu padrões para propor novas sequências.
O resultado foi a produção de centenas de genomas sintéticos. Desse total, cerca de 300 foram testados, e dezesseis funcionaram. Os 16 bacteriófagos apresentaram perfis de aptidão variados, e alguns romperam a célula bacteriana mais rápido que o ΦX174 original. Isso mostra que a IA conseguiu não apenas gerar variações plausíveis, mas também produzir organismos funcionais em laboratório.
Resultados promissores e terapia com fagos
Entre os vírus que se mostraram funcionais, um chamou a atenção por sua estrutura. A microscopia crioeletrônica revelou que um dos vírus gerados usa, em seu capsídeo, uma proteína de empacotamento de DNA evolutivamente distante. Essa característica indica que o sistema pode encontrar soluções biológicas diferentes das já conhecidas, ampliando o repertório para pesquisas futuras.
Além disso, uma combinação dos vírus artificiais superou rapidamente a resistência em três cepas de Escherichia coli que resistiam ao ΦX174.
Aplicação médica
Todos os vírus criados infectam apenas bactérias e não afetam seres humanos. Esse perfil é essencial para a terapia com fagos, uma abordagem que usa vírus para combater infecções bacterianas. A demonstração sustenta a promessa médica dessa terapia contra bactérias que evoluem para escapar de antibióticos. Os resultados, portanto, são animadores para um cenário em que a resistência antimicrobiana cresce.
Riscos e a necessidade de regulação
Os potenciais benefícios, no entanto, convivem com preocupações de segurança. Thomas Inglesby e Moritz Hanke, do Centro de Segurança em Saúde da Universidade Johns Hopkins, publicaram um comentário sobre genomas virais projetados por IA na Science. Eles elogiam as precauções da equipe de Stanford, mas apontam que não existem salvaguardas suficientes para supervisionar genômica generativa.
O alerta se concentra na síntese de DNA, etapa em que as sequências projetadas podem se tornar reais. As empresas que sintetizam DNA verificam clientes por vontade própria, e muitos pedidos não passam por checagem. Nenhuma lei americana obriga à triagem da sequência nem à identificação de quem faz o pedido.
Diante disso, os dois pesquisadores defendem que a verificação vire exigência legal e que sejam desenvolvidas ferramentas capazes de detectar sequências escritas por IA, que não existem em versão operacional. Na avaliação deles, apenas a combinação de regras rígidas e ferramentas de detecção pode acompanhar o ritmo da genômica generativa.
Limites atuais e próximos passos
Os autores do estudo afirmam que as técnicas desenvolvidas abrem caminho para projetar sistemas biológicos mais complexos, potencialmente incluindo os genomas maiores de organismos vivos. O ΦX174 é um dos vírus mais simples conhecidos, e uma bactéria tem milhões de letras genéticas, ordens de magnitude acima do que os sistemas escrevem hoje. A diferença de escala mostra que o avanço atual é apenas o começo de um campo ainda em evolução. Apesar das limitações, os pesquisadores consideram o resultado uma prova de conceito importante para o campo.
Stanford e o Arc Institute protocolaram pedido provisório de patente relacionado ao trabalho, mas o Evo 2 foi disponibilizado de forma aberta e gratuita. Essa decisão permite que outros laboratórios tenham acesso à ferramenta e possam reproduzir experimentos, enquanto o pedido de patente protege os aspectos comerciais da pesquisa. O pedido não impede, porém, o uso acadêmico da ferramenta, que segue acessível à comunidade científica. A publicação do estudo, assinada por oito autores e liderada por Samuel H. King, com Brian Hie como autor sênior, consolida o registro científico do feito.
Fonte
- exame.com
- Assinar (lps.exame.com)
- Entrar (id.exame.com)
- os modelos Evo 1 e Evo 2 (www.science.org)
- faculdade exame (www.exame.com)
- YouTube (www.youtube.com)