Pesquisadores da Universidade Stanford e do Arc Institute obtiveram 16 bacteriófagos funcionais a partir de genomas elaborados com inteligência artificial. A informação foi publicada pela WIRED nesta sexta-feira (7), após o estudo sair na revista Science.
Bacteriófagos são vírus que infectam bactérias. No experimento, a equipe trabalhou com variantes capazes de atacar cepas de Escherichia coli, sem apresentar capacidade de infectar células humanas.
Modelos geraram milhares de genomas
Os cientistas utilizaram os modelos Evo 1 e Evo 2, desenvolvidos para analisar e produzir sequências genéticas. Os sistemas aprenderam padrões relacionados à organização de genes, elementos regulatórios e estruturas necessárias ao funcionamento de um genoma.
A equipe adotou como referência o bacteriófago ΦX174, que possui 5.386 nucleotídeos e 11 genes. O vírus infecta a bactéria E. coli e tem uma estrutura genética amplamente estudada.
O objetivo não consistia em copiar o ΦX174. Os modelos deveriam criar genomas com a organização necessária para reconhecer a bactéria, inserir DNA, replicar o material genético e formar novas partículas virais.
Após gerar milhares de sequências, os pesquisadores selecionaram 285 projetos para síntese e avaliação em laboratório. Desse grupo, 16 produziram bacteriófagos capazes de se propagar.
Os genomas funcionais apresentaram entre 67 e 392 mutações em comparação com os vírus naturais mais próximos. Em 13 deles, a equipe identificou alterações que não apareciam nas sequências naturais consultadas.
Os 16 vírus infectaram as cepas não patogênicas E. coli C e E. coli W. Os testes não registraram propagação em outras seis cepas bacterianas, segundo o relatório técnico do Arc Institute.
Vírus contornaram resistência bacteriana
Os cientistas também avaliaram os bacteriófagos contra três cepas de E. coli que haviam desenvolvido resistência ao ΦX174. Coquetéis formados com os vírus projetados por IA estabeleceram novas infecções após uma a cinco passagens.
O ΦX174 usado isoladamente não conseguiu superar a resistência. Os pesquisadores atribuíram o resultado à diversidade genética dos bacteriófagos artificiais, que ofereceu diferentes caminhos para atacar as bactérias.
Os dados apontam uma possível aplicação futura na fagoterapia, abordagem que utiliza vírus contra infecções bacterianas. O trabalho, porém, permanece na fase experimental e não envolveu animais nem pacientes.
Pesquisa amplia debate sobre biossegurança
Os experimentos utilizaram bactérias não patogênicas e protocolos de contenção. De acordo com o Arc Institute, os dados de treinamento também excluíram sequências de vírus humanos.
Ainda assim, a capacidade de projetar genomas virais completos amplia o debate sobre o uso indevido dessas ferramentas. Pesquisadores da área de biossegurança defendem que mecanismos de controle acompanhem a evolução dos modelos e das técnicas de síntese genética.
Os resultados apresentados não demonstram a criação de vírus capazes de infectar pessoas. O estudo funciona como prova de conceito para o desenvolvimento de bacteriófagos e para pesquisas voltadas a bactérias resistentes a antibióticos.
