Científicos de la Universidad de Stanford han logrado, por primera vez, diseñar genomas completos de virus funcionales mediante inteligencia artificial, un avance que marca un antes y un después en la biología sintética. Los 16 bacteriófagos generados —virus que infectan exclusivamente bacterias— fueron capaces de destruir cepas de E. coli en el laboratorio, abriendo una puerta a nuevos tratamientos frente a la resistencia a los antibióticos, pero también reavivando el debate sobre los riesgos de bioseguridad.
El equipo, dirigido por el profesor asistente Brian Hie, empleó los modelos Evo1 y Evo2, dos grandes modelos de genoma entrenados con códigos genéticos de virus, bacterias, plantas y humanos. Su funcionamiento es análogo al de los modelos de lenguaje como ChatGPT, pero en lugar de predecir palabras, predicen la «lengua de la vida»: las secuencias de bases A, T, C y G que componen el ADN. A partir de un fragmento inicial, los modelos generan cadenas completas que codifican proteínas funcionales y replican estructuras génicas presentes en organismos complejos.
De los 302 diseños que los investigadores consideraron más prometedores y sintetizaron en el laboratorio, 16 demostraron ser eficaces infectando y eliminando bacterias E. coli. El estudiante de doctorado Samuel King, miembro del equipo, recordó el momento del descubrimiento: «Empezamos a ver zonas claras en las placas de Petri y fue extremadamente emocionante». Cuando los resultados se compartieron con el resto del grupo, según relata Hie, «la sala rompió en aplausos espontáneos».
Aunque los virus creados están estrechamente relacionados con fagos ya existentes —no son producto de la nada—, presentan rasgos distintivos que la evolución natural tardaría en producir. El genoma de estos bacteriófagos ronda las 5.400 pares de bases, una cifra minúscula comparada con el genoma humano, de 3.000 millones de pares de bases, o incluso con el de la célula viva más simple, de unos 500.000. Diseñar un organismo vivo completo sigue siendo, por ahora, un salto considerable.
El avance se inscribe en una tendencia más amplia: el uso de la IA para diseñar proteínas funcionales, antibióticos contra superbacterias como la gonorrea o el MRSA, e incluso tratamientos antitumorales. Hasta ahora, la mayoría de los trabajos se habían centrado en proteínas individuales —las encargadas de catalizar la química celular— porque manipular ADN parecía un reto menos tangible. Los grandes modelos de genoma han cambiado esa percepción al demostrar que pueden aprender los principios de diseño codificados por la evolución.
Para los autores, las aplicaciones terapéuticas son enormes. El profesor Marc Güell, de la Universidad Pompeu Fabra, califica el estudio como «un punto de inflexión muy significativo» porque por primera vez en la historia «estamos comenzando a diseñar biología en un ordenador». El profesor Patrick Cai, del Instituto de Biotecnología de Mánchester, coincide en que se trata de «un hito importante» que abre la puerta a la escritura de genomas asistida por IA. Entre las posibilidades citadas figuran el desarrollo de fagos personalizados contra infecciones resistentes, enzimas para trastornos genéticos y anticuerpos para inmunoterapia.
Sin embargo, el propio artículo publicado en la revista Science incluye un comentario de los doctores Thomas Inglesby y Moritz Hanke, del Centro de Seguridad Sanitaria de la Johns Hopkins University, que advierten de «urgentes cuestiones de bioseguridad y bioprotección». Para estos expertos, la pregunta ya no es «si» el diseño generativo de genomas virales existirá, sino si podrá usarse «sin facilitar daños graves». Recuerdan que virus con potencial patogénico para humanos «no deberían perseguirse» como objetivo de investigación.
Los investigadores de Stanford adoptaron precauciones explícitas: excluyeron de los datos de entrenamiento virus que pudieran infectar organismos complejos, trabajaron exclusivamente con fagos en lugar de virus humanos y realizaron todos los experimentos en un laboratorio de alta seguridad. Hie considera que los marcos regulatorios existentes ya contribuyen en gran medida a «garantizar que la tecnología se utilice para el bien», aunque no descarta que en el futuro haya que reforzarlos.
El hallazgo, en definitiva, desplaza la frontera de lo que la IA puede hacer en biología: de diseñar proteínas sueltas a escribir genomas completos funcionales. Si el salto desde un virus de 5.400 bases hasta una célula viva de medio millón sigue siendo lejano, los propios investigadores no lo consideran imposible. Hie afirma que «probablemente requeriría mucho trabajo, pero no es imposible» y que están «definitivamente interesados en avanzar» en esa dirección. La comunidad científica observa ahora con expectación —y cautela— cómo esta capacidad recién estrenada se traduce en terapias concretas sin abrir, al mismo tiempo, la puerta a usos que la sociedad aún no está preparada para controlar.