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Un sistema di intelligenza artificiale ha creato per la prima volta una serie di virus del tutto inediti, capaci di infettare ed eliminare determinati tipi di batteri. Il risultato apre scenari nuovi nella lotta contro la resistenza batterica, ma porta con sé anche qualche brivido lungo la schiena, perché la stessa tecnologia potrebbe finire nelle mani sbagliate e servire a disegnare armi biologiche.
Da diversi anni la scienza è in grado di sintetizzare virus partendo da zero. Di solito questi organismi vengono usati per sviluppare e testare farmaci antivirali e vaccini, oltre che per capire meglio come si comportano. Fino a oggi però la produzione di questi genomi virali si basava quasi sempre sulla riproduzione di patogeni o varianti già note. Qui invece cambia tutto. Un nuovo studio condotto da ricercatori della Università di Stanford e dell’Arc Institute ha permesso a una IA di progettare virus semplici, funzionanti e mai esistiti prima, attingendo alle informazioni contenute nelle sequenze genetiche di milioni di animali, piante, microbi, batteri e virus presenti in natura.
Il lavoro si è concentrato sui batteriofagi, microrganismi con genomi relativamente piccoli, facili da sintetizzare e da manipolare in condizioni controllate. Questi virus attaccano soltanto i batteri, e proprio per questo rappresentano un’alternativa promettente agli antibiotici contro le infezioni batteriche resistenti. La creazione di questi virus completamente nuovi si è basata su Evo 1 ed Evo 2, modelli fondativi di IA pensati per la biologia computazionale. Entrambi gli algoritmi sono stati addestrati con milioni di genomi di ogni dominio della vita, per imparare a riconoscere schemi evolutivi complessi, come i geni si organizzano, quali sequenze restano conservate e quali vincoli biologici mantengono un organismo funzionante.
Sedici virus nuovi contro la resistenza batterica
Come riferimento è stato scelto il batteriofago Phi X-174, capace di infettare il batterio Escherichia coli. L’obiettivo non era copiarlo, ma usarlo come guida perché gli algoritmi generassero migliaia di genomi inediti, con un’architettura compatibile con l’infezione di E. coli. In pratica i virus ottenuti conservavano l’organizzazione funzionale necessaria a riconoscere il batterio, iniettare il proprio DNA, replicarlo e assemblare nuove particelle virali. Le sequenze specifiche, però, erano molto diverse da quelle dei fagi naturali.
Poi è arrivata la selezione. Tenendo conto dell’organizzazione dei geni e della presenza di elementi regolatori, i ricercatori hanno scelto 300 genomi, sintetizzati artificialmente molecola per molecola in laboratorio e poi introdotti in batteri E. coli. Di questi 300, solo 16 hanno dato vita a batteriofagi del tutto funzionanti, con sequenze inedite, geni diversi e persino dimensioni variabili. Alcuni infettavano i batteri più in fretta, altri si moltiplicavano in modo diverso. La ricerca, pubblicata sulla rivista Science, ha misurato anche la capacità di questi fagi di battere batteri resistenti. Il risultato: i virus creati dalla IA hanno superato rapidamente la resistenza e stabilito l’infezione, aprendo secondo gli autori una strada verso terapie con fagi generate dall’intelligenza artificiale contro patogeni che evolvono in fretta.
Le due facce di una scoperta
Il traguardo potrebbe favorire trattamenti personalizzati capaci di evolvere quasi al ritmo dei patogeni stessi. Gli autori parlano di modelli generativi che catturano i vincoli evolutivi del DNA con una fedeltà sufficiente a produrre genomi completi, diversi da quelli naturali e con caratteristiche predefinite. Resta però l’altra faccia, quella più scomoda. La stessa tecnologia potrebbe essere sfruttata per creare malattie nuove, sostanze tossiche o patogeni in grado di scatenare una pandemia. Moritz Hanke, ricercatore del Centro Johns Hopkins per la Sicurezza Sanitaria, sostiene che al momento non esistono barriere davvero efficaci a impedire la creazione di un virus letale con l’aiuto della IA. Parla di una enorme disconnessione tra la velocità della scienza e i tempi lenti delle regole. Un utente qualsiasi, avverte, potrebbe chiedere a un sistema di progettare un genoma di influenza modificato per renderlo più trasmissibile o più letale.
Il dibattito non nasce oggi. Tre anni fa una ricerca della Rand Corporation avvisava già che i sistemi di IA più avanzati allora disponibili potevano perfezionare la pianificazione di attentati con armi biologiche. L’organizzazione senza scopo di lucro sottolineava inoltre che l’evoluzione di questi sistemi tende a correre più veloce della capacità di controllo dei governi, e insisteva sul fatto che la comunità internazionale deve intervenire per affrontare i rischi legati all’uso improprio della tecnologia intelligente negli attacchi biologici.
