Nuova frontiera medica: virus generati dall’IA per combattere i batteri resistenti
Intelligenza artificiale crea nuovi virus per contrastare i batteri resistenti: una nuova speranza nel campo della medicina.
Un gruppo di ricerca interdisciplinare statunitense ha raggiunto un risultato senza precedenti nel campo della biotecnologia: utilizzando sofisticati modelli di intelligenza artificiale, è stato creato il primo virus sintetico progettato al computer, capace di infettare e distruggere ceppi batterici resistenti agli antibiotici. Questo innovativo virus appartiene alla categoria dei batteriofagi, ovvero virus che attaccano specificamente i batteri, e rappresenta un potenziale baluardo nella lotta contro l’antibiotico-resistenza, una minaccia crescente per la salute pubblica globale.
L’intelligenza artificiale al servizio della progettazione genomica
Il progetto, condotto principalmente dal Dipartimento di Ingegneria Chimica dell’Università di Stanford in collaborazione con il Memorial Sloan Kettering Cancer Center di New York e l’Arc Institute di Palo Alto, ha utilizzato avanzati modelli di IA denominati Evo 1 ed Evo 2 per leggere, comprendere e generare sequenze di DNA e RNA su scala genomica completa, non limitandosi a frammenti isolati.
Per iniziare, i ricercatori hanno fornito all’IA il genoma di riferimento del batteriofago ΦX174, un virus noto per la sua semplicità genetica e la capacità di infettare batteri, ma non di uccidere ceppi antibiotico-resistenti. Successivamente, è stato aggiunto un vasto database contenente oltre due milioni di sequenze virali, permettendo all’IA di apprendere le caratteristiche essenziali dei fagi e di generare circa 300 nuovi genomi virali inediti, alcuni completamente differenti dal modello originale.
Dai 300 virus creati virtualmente, 16 sono stati selezionati per esperimenti in vitro su colture di Escherichia coli, un batterio modello spesso responsabile di infezioni nosocomiali e noto per la sua crescente resistenza agli antibiotici. I fagi sintetici hanno dimostrato la capacità di uccidere efficacemente tre ceppi di E. coli resistenti, un traguardo che il virus ΦX174 non era in grado di raggiungere.
I batteriofagi sono virus altamente specifici che attaccano esclusivamente i batteri, senza danneggiare le cellule umane o animali. La peculiarità di questa nuova generazione di fagi sintetici risiede nella possibilità di riprogrammarli in modo mirato per colpire ceppi batterici specifici e resistenti ai farmaci tradizionali. L’uso di modelli di intelligenza artificiale per la progettazione genomica permette di superare i limiti delle tecniche tradizionali, riducendo drasticamente i tempi e i costi di sviluppo.
L’importanza di questa scoperta risiede anche nel fatto che i virus sintetici così progettati non sono forme di vita autonome: necessitano infatti di cellule ospiti per replicarsi, non possiedono metabolismo proprio e non crescono autonomamente. L’IA ha quindi creato sistemi biologici complessi ma non veri e propri organismi viventi, evitando così alcune delle maggiori preoccupazioni etiche associate alla creazione di vita sintetica.
Le sfide etiche e i rischi della bioingegneria virale
Pur rappresentando un enorme passo avanti, la produzione di virus sintetici solleva questioni di sicurezza e responsabilità. La possibilità che virus creati in laboratorio possano accidentalmente sfuggire al controllo o essere utilizzati in modo improprio impone rigorosi protocolli di biosicurezza e regolamentazioni internazionali. Il team di Stanford sottolinea la necessità di un monitoraggio attento e di una legislazione trasparente per governare l’utilizzo di queste tecnologie.
Inoltre, la rapida evoluzione dei batteri potrebbe portare a una possibile resistenza anche verso questi nuovi agenti terapeutici, richiedendo un continuo aggiornamento e sviluppo di nuovi fagi. I dilemmi etici riguardano anche la selezione dei ceppi bersaglio, poiché l’eliminazione di alcuni batteri potrebbe alterare gli equilibri microbiologici naturali.
Questo studio, ancora in attesa di revisione paritaria, pone le basi per una rivoluzione nel trattamento delle infezioni batteriche, offrendo una concreta alternativa alle terapie antibiotiche tradizionali in un’epoca in cui la resistenza batterica rappresenta una delle maggiori emergenze sanitarie globali.