Umělá inteligence navrhla viry od začátku do konce, šestnáct jich v laboratoři ožilo

Umělá inteligence navrhla kompletní genomy virů, které vědci následně syntetizovali a úspěšně otestovali v laboratoři. Výsledky studie zveřejněné 6. srpna v odborném časopise Science ukazují, že šestnáct nově navržených bakteriofágů dokázalo proniknout do bakterie, využít její buněčný aparát k výrobě vlastních kopií a nakonec hostitelskou buňku zničit. Za výzkumem stojí tým Briana Hieho ze Stanford University a Arc Institute.

Vědci využili dvojici modelů Evo 1 a Evo 2, které pracují s genetickou informací podobně, jako jazykové modely zpracovávají text. Starší verze byla natrénována na přibližně dvou milionech genomů bakterií a bakteriofágů, zatímco Evo 2 analyzoval 9,3 bilionu nukleotidů ze 128 000 organismů. Následné doladění proběhlo na 14 466 sekvencích jediné virové čeledi, aby se model zaměřil na její genetickou architekturu.

Jako předloha posloužil bakteriofág X174, drobný virus s genomem dlouhým 5 386 nukleotidů a jedenácti geny. Napadá pouze nepatogenní laboratorní kmen bakterie E. coli C, takže nepředstavuje riziko pro člověka ani pro zvířata.

Modely vytvořily přibližně 700 000 návrhů genomů, z nichž vědci vybrali 302 kandidátů k laboratornímu ověření. Funkčních bylo nakonec šestnáct, což představuje úspěšnost přibližně 5,3 %.Některé AI navržené fágy likvidovaly bakterie rychleji než přírodní X174 a v přímém srovnání byly účinnější.

Směs několika nových fágů si navíc poradila i s kmeny E. coli, které se vůči původnímu viru staly odolnými. Podle autorů studie by podobný přístup mohl významně urychlit vývoj nových terapií proti bakteriím odolným vůči současné léčbě.

Fágová terapie přitom není novinkou. První pokusy o její využití sahají už do dvacátých let minulého století a v některých zemích bývalého východního bloku se používala i v době, kdy ji na Západě téměř vytlačila antibiotika. S rostoucím problémem antibiotické rezistence se ale zájem o bakteriofágy v posledních letech znovu výrazně zvyšuje.

V Evropské unii podle odhadů každoročně umírá přibližně 35 000 lidí na infekce způsobené bakteriemi odolnými vůči antibiotikům. České nemocnice se s rezistentními kmeny potýkají pravidelně a odborníci hledají nové způsoby léčby.

Pokud se podaří pomocí umělé inteligence navrhovat účinné bakteriofágy výrazně rychleji než dosud, mohlo by to v budoucnu představovat důležitou zbraň v boji proti stále odolnějším bakteriím.