IA desenvolve sistema capaz de desenhar o genoma completo de vírus para combater bactérias

Pesquisadores do Arc Institute e da Universidade Stanford, nos Estados Unidos, desenvolveram um sistema de inteligência artificial capaz de desenhar o genoma completo de um vírus. O estudo, publicado nesta quinta-feira (6) na revista Science, representa um avanço na biologia sintética ao criar não apenas genes isolados, mas todo o conjunto de instruções genéticas necessárias para que o organismo funcione, se reproduza e infecte um hospedeiro.

A ferramenta, denominada Evo, opera de forma análoga aos modelos de linguagem contemporâneos. Enquanto sistemas de texto preveem a próxima palavra, o Evo foi treinado para prever a sequência de bases do DNA (A, C, G e T). Para alcançar esse aprendizado, a IA processou o material genético de milhões de vírus, animais, plantas e bactérias, assimilando a "gramática" da vida e as regras de funcionamento dos genes sem instruções explícitas.

Desenvolvimento e Testes Laboratoriais

O foco do experimento foram os bacteriófagos, vírus que infectam exclusivamente bactérias e não representam risco aos seres humanos. Como referência, a equipe utilizou o ΦX174, um vírus pequeno com cerca de 5.400 letras em seu genoma — volume significativamente inferior às 500 mil letras de uma bactéria simples ou aos 3 bilhões de letras do código genético humano.

Após a geração de centenas de milhares de propostas de genomas pela IA, os cientistas selecionaram as versões mais promissoras. Foram sintetizadas quase 300 amostras em laboratório para testes contra a bactéria E. coli. O resultado demonstrou a viabilidade de 16 vírus artificiais, que conseguiram se multiplicar e destruir as bactérias, replicando o comportamento de um vírus natural.

Aplicações Médicas e Biossegurança

Um dos pontos centrais da descoberta foi a capacidade da IA em superar defesas bacterianas. Ao enfrentar bactérias resistentes ao vírus natural ΦX174, uma combinação dos vírus gerados sinteticamente conseguiu vencer essa resistência, superando a eficácia de um coquetel de vírus naturais semelhantes. Esse achado indica que a tecnologia pode, futuramente, viabilizar tratamentos para infecções bacterianas resistentes a antibióticos.

Apesar do potencial terapêutico, a capacidade de reconstruir vírus funcionais do zero levanta alertas sobre a criação de patógenos perigosos para humanos, plantas ou animais. Para mitigar esses riscos, a equipe implementou as seguintes medidas:

• Exclusão de qualquer informação genética de vírus que infectam humanos durante o treinamento da IA;
• Remoção de sequências de vírus que atacam fungos, plantas ou outros animais;
• Execução de todos os trabalhos sob o nível de segurança laboratorial recomendado para bacteriófagos.

Especialistas em biossegurança alertam que a governança, as leis e a fiscalização do acesso a ferramentas de síntese de DNA e IA não evoluem na mesma velocidade que as descobertas científicas.

Limitações e Próximos Passos

Os vírus criados neste estudo são limitados a uma linhagem específica e inofensiva de E. coli de laboratório. Além disso, o experimento não criou "vida artificial", uma vez que vírus não são classificados por grande parte da comunidade científica como seres vivos, pois dependem de um hospedeiro para se reproduzir.

Para a equipe, as próximas etapas envolvem o projeto de bacteriófagos maiores, o controle rigoroso sobre quais bactérias eles devem infectar e a comprovação de segurança e eficácia em pacientes. A criação de organismos vivos, mesmo os mais simples, ainda exigiria um salto substancial de complexidade técnica.