Il risultato, ottenuto negli Stati Uniti dal gruppo dell’Università di Stanford guidato dal biologo computazionale Brian Hie, può definirsi storico. È stato infatti ottenuto il primo virus costruito in laboratorio, il cui patrimonio genetico è stato progettato al computer con l’aiuto dell’intelligenza artificiale.
Esso appartiene alla famiglia dei batteriofagi, ossia virus specializzati nell’attaccare i batteri, e ha dimostrato la capacità di uccidere ceppi del batterio Escherichia coli.
“È la prima volta che sistemi di intelligenza artificiale sono in grado di scrivere sequenze coerenti su scala genomica”, ha osservato il Dott. Hie in un’intervista pubblicata sul sito della rivista Nature. “Il passo successivo – ha aggiunto – sarà la vita generata dall’intelligenza artificiale”.
Il suo collega, il Dott. Samuel King, primo autore dell’articolo, ha rilevato tuttavia che “saranno necessari numerosi studi prima di progettare un intero organismo vivente”.
L’obiettivo più realistico, al momento, è progettare virus capaci di combattere batteri pericolosi, come quelli resistenti agli antibiotici, ma anche questo richiederà del tempo.
Il ruolo dell’intelligenza artificiale
In questa straordinaria scoperta c’è un punto fermo: utilizzare l’intelligenza artificiale in esperimenti simili aiuta ad affrontare la grande complessità delle funzioni biologiche, considerando che queste non dipendono da singoli geni, ma da interazioni codificate da interi genomi.
Il gruppo di Stanford è stato il primo a voler verificare se i modelli di intelligenza artificiale specializzati nella genomica siano anche capaci di progettare sistemi biologici. Finora nessuno ci aveva mai provato e la risposta è stata positiva. In particolare, i modelli utilizzati si chiamano Evo 1 ed Evo 2, e sono specializzati nell’analizzare e generare intere sequenze di Dna, Rna e di proteine.
Il primo passo è stato fornire loro un modello, ossia una sequenza dalla quale partire per generare un genoma con le caratteristiche desiderate. Quindi il Dna progettato dell’intelligenza artificiale è stato sintetizzato e inserito in batteri, nei quali i virus si sono moltiplicati.
Sono stati ottenuti così più di 300 batteriofagi vitali, fra i quali ne sono stati selezionati 16. Questi ultimi hanno dimostrato la “potenziale utilità” per future terapie contro “patogeni batterici in rapida evoluzione”.
“Questo lavoro – hanno concluso i ricercatori – fornisce un modello per la progettazione di diversi batteriofagi sintetici e, più in generale, getta le basi per la progettazione generativa di sistemi viventi utili su scala genomica”.
Cosa sono i virus batteriofagi
Per meglio comprendere il lavoro svolto dalle ricercatrici e dai ricercatori, è necessario un approfondimento sui batteriofagi, virus che prendono di mira e infettano i batteri, uccidendoli.
Le loro caratteristiche? I fagi presenti in natura sono selettivi e attaccano solo un ceppo specifico di un batterio e non infettano altri batteri né danneggiano le cellule umane; inoltre sono abbondanti e si possono trovare ovunque, nell’acqua come nei suoli, oltre che nel corpo umano.
Da tutto ciò si intuisce perché sono in corso diversi trial clinici per confermarne la sicurezza e l’efficacia.
Emblematico è il caso studio riportato da un team della University of Pittsburgh School of Medicine: una paziente con una grave infezione batterica, persistente e incurabile con gli antibiotici, è stata trattata con una terapia fagica sperimentale. I risultati sono stati incoraggianti e la donna ha potuto lasciare l’ospedale.
È altrettanto semplice intuire come con il ricorso all’intelligenza artificiale si potrebbero creare nuovi fagi, allargando in modo rilevante le possibilità terapeutiche e aumentandone le proprietà. In prospettiva, l’obiettivo diventa così generare virus sicuri che contribuiscano a curare un ampio ventaglio di malattie e aiutino ad affrontare molti problemi di salute pubblica: la resistenza agli antibiotici è il numero uno.
Assidai e il nodo della antibiotico-resistenza
Assidai, su Welfare 24, la newsletter che realizza da oltre 10 anni in collaborazione con Il Sole 24 Ore, si era occupata dell’uso consapevole degli antibiotici al fine di far abbassare le infezioni del 30% e del monito lanciato dal Ministero della Salute sulle “cure fai-da-te”.
Il fenomeno dell’antibiotico-resistenza, infatti, ogni anno determina in Europa circa 35.000 decessi, di cui un terzo purtroppo in Italia, e al quale il Ministero della Salute ha dedicato una campagna ad hoc.
Per approfondire, invitiamo a leggere l’articolo Antibiotici, fare un uso consapevole per abbassare le infezioni del 30%.
