Ένα σημαντικό ορόσημο για τη βιοτεχνολογία και την ιατρική πέτυχαν επιστήμονες, οι οποίοι σχεδίασαν για πρώτη φορά λειτουργικούς ιούς με τη βοήθεια τεχνητής νοημοσύνης. Η εξέλιξη αυτή θα μπορούσε να ανοίξει τον δρόμο για πιο αποτελεσματικές θεραπείες κατά ανθεκτικών βακτηριακών λοιμώξεων, ωστόσο συνοδεύεται από έντονους προβληματισμούς σχετικά με τη βιοασφάλεια και τη βιοπροστασία.

Η έρευνα, που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Science, αφορά βακτηριοφάγους, δηλαδή ιούς που προσβάλλουν αποκλειστικά βακτήρια και χρησιμοποιούνται ήδη σε αρκετές χώρες για τη θεραπεία επίμονων λοιμώξεων. Σε εργαστηριακές δοκιμές, ένα «κοκτέιλ» βακτηριοφάγων που σχεδιάστηκε με τεχνητή νοημοσύνη κατάφερε να εξουδετερώσει στελέχη του Escherichia coli (E. coli) τα οποία είχαν αναπτύξει αντοχή στους φυσικούς βακτηριοφάγους.

Πώς δημιουργήθηκαν οι νέοι βακτηριοφάγοι

Ο επικεφαλής της μελέτης, ο Δρ Brian Hie, χημικός μηχανικός στο Πανεπιστήμιο Stanford της Καλιφόρνιας, αξιοποίησε γλωσσικά μοντέλα γονιδιώματος (genome language models), μια τεχνολογία αντίστοιχη με τα μεγάλα γλωσσικά μοντέλα που χρησιμοποιούνται στα συστήματα τεχνητής νοημοσύνης.

Τα μοντέλα Evo1 και Evo2 εκπαιδεύτηκαν σε γενετικά δεδομένα περίπου δύο εκατομμυρίων βακτηριοφάγων. Οι ερευνητές απέκλεισαν σκόπιμα γενετικές αλληλουχίες από ιούς που μολύνουν ανθρώπους, ζώα ή φυτά, ώστε να μειωθεί ο κίνδυνος δημιουργίας δυνητικά επικίνδυνων ιών.

Η τεχνητή νοημοσύνη παρήγαγε χιλιάδες πιθανά γονιδιώματα. Από αυτά επιλέχθηκαν σχεδόν 300 για εργαστηριακή σύνθεση. Τελικά, μόνο 16 αποδείχθηκαν βιώσιμοι βακτηριοφάγοι, ωστόσο ένας συνδυασμός τους κατάφερε να ξεπεράσει την αντοχή δύο διαφορετικών στελεχών του E. coli.

Οι ερευνητές εκτιμούν ότι η δυνατότητα «ταχείας σχεδίασης» γονιδιωμάτων και προσαρμογής τους σε συγκεκριμένα βακτήρια, παρακάμπτοντας τους μηχανισμούς αντοχής, θα μπορούσε να «μεταμορφώσει τη θεραπεία με βακτηριοφάγους» και να «διευρύνει τα εργαλεία της βιοτεχνολογίας».

Οι προειδοποιήσεις για τη βιοασφάλεια

Παρά τις προοπτικές, οι ίδιοι οι επιστήμονες τονίζουν ότι η τεχνολογία εγείρει «σημαντικά ζητήματα βιοασφάλειας, βιοπεριορισμού και βιοπροστασίας» και καλούν όσους εργάζονται στον σχεδιασμό ολόκληρων γονιδιωμάτων να συνεργάζονται στενά με ειδικούς σε θέματα ασφάλειας καθ' όλη τη διάρκεια των ερευνητικών έργων.

Στο συνοδευτικό άρθρο του Science, ο καθηγητής Tom Inglesby και ο Δρ Moritz Hanke από το Center for Health Security του Πανεπιστημίου Johns Hopkins επισημαίνουν:

«Παρότι πρόκειται για μια πολλά υποσχόμενη εξέλιξη για τις βιοεπιστήμες, εγείρει επίσης επείγοντα ζητήματα βιοασφάλειας και βιοπροστασίας. Η δυνατότητα δημιουργίας γονιδιωμάτων ιών με τη χρήση παραγωγικής τεχνητής νοημοσύνης υπάρχει πλέον· το πλαίσιο διακυβέρνησης για την ασφαλή αξιοποίησή της δεν υπάρχει ακόμη.»

Οι δύο επιστήμονες σημειώνουν ότι, παρόλο που οι βακτηριοφάγοι διαθέτουν πολύ μικρά γονιδιώματα, η μελέτη αποδεικνύει πως η παραγωγική τεχνητή νοημοσύνη μπορεί να δημιουργήσει λειτουργικά ιικά γονιδιώματα. Παραμένει άγνωστο αν η ίδια προσέγγιση μπορεί να εφαρμοστεί σε πιο σύνθετους ιούς, ωστόσο υπογραμμίζουν ότι έρευνα σε παθογόνους οργανισμούς που μολύνουν ανθρώπους, ζώα ή φυτά δεν θα πρέπει να προχωρήσει.

«Τέτοια γονιδιώματα θα μπορούσαν να κωδικοποιούν νέους παθογόνους οργανισμούς που δεν θα μπορούν να περιοριστούν με τα υπάρχοντα αντίμετρα», προειδοποιούν.

«Πρόκειται για το πιο απλό γονιδίωμα»

Ο καθηγητής Tom Ellis, ειδικός στη συνθετική μηχανική γονιδιωμάτων στο Imperial College London, χαρακτήρισε το επίτευγμα εντυπωσιακό, σημείωσε όμως ότι αναδεικνύει και τις δυσκολίες δημιουργίας πιο πολύπλοκων γονιδιωμάτων.

«Πρόκειται κυριολεκτικά για το μικρότερο και ευκολότερο γονιδίωμα που μπορεί να κατασκευαστεί», ανέφερε.

Ο ίδιος εκτίμησε ότι ένα σύστημα τεχνητής νοημοσύνης εκπαιδευμένο σε γενετικά δεδομένα επικίνδυνων παθογόνων θα μπορούσε θεωρητικά να σχεδιάσει πιο επιβλαβείς ιούς. Ωστόσο, όπως είπε, ο περιορισμός της πρόσβασης σε ευαίσθητα γενετικά δεδομένα και οι αυστηροί έλεγχοι κατά τη σύνθεση γονιδιωμάτων που μοιάζουν επικίνδυνα μπορούν να μειώσουν σημαντικά τον κίνδυνο.

«Οι κυβερνήσεις εργάζονται ήδη εντατικά προς αυτή την κατεύθυνση», τόνισε.

Παράλληλα, πρόσθεσε ότι ο κίνδυνος από την πλήρη σχεδίαση νέων ιών μέσω τεχνητής νοημοσύνης συχνά υπερεκτιμάται.

«Ειλικρινά, η απειλή από τον πλήρη σχεδιασμό και τη συγγραφή του γονιδιώματος ενός ιού ή ενός βακτηρίου μέσω τεχνητής νοημοσύνης είναι υπερβολικά διογκωμένη, αν αναλογιστούμε ότι είναι πολύ πιο εύκολο και πιθανό κάποιος να χρησιμοποιήσει ήδη υπάρχοντα παθογόνα και να πραγματοποιήσει τροποποιήσεις gain-of-function στα γονιδιώματά τους», δήλωσε.

Ανάγκη για πολυεπίπεδη εποπτεία

Στο ίδιο μήκος κύματος κινήθηκε και η Δρ Filippa Lentzos από το King's College London, η οποία υποστήριξε ότι το πιο κρίσιμο σημείο ελέγχου σήμερα είναι η διαδικασία σύνθεσης DNA.

«Είναι σημαντικό να δούμε τη συνολική εικόνα της διακυβέρνησης και να μην επικεντρώσουμε τη ρύθμιση αποκλειστικά στα μοντέλα τεχνητής νοημοσύνης», δήλωσε.

Όπως εξήγησε, «μια πολυεπίπεδη προσέγγιση έχει περισσότερο νόημα: μέτρα ασφαλείας κατά την ανάπτυξη και την πρόσβαση στα μοντέλα, υπεύθυνη αξιολόγηση της έρευνας, έλεγχοι κατά τη σύνθεση DNA και καθιερωμένα πρωτόκολλα βιοασφάλειας και βιοπροστασίας στα εργαστήρια».

Πηγή: Guardian