Como novos vírus criados por IA podem mudar a ciência (apesar de causarem preocupação)

Pesquisadores americanos afirmam ter usado inteligência artificial para projetar vírus totalmente novos, que são completamente funcionais e capazes de se replicar em laboratório.

É a primeira vez que genomas inteiros foram projetados com sucesso por meio de inteligência artificial.

Os 16 novos vírus resultantes foram criados para infectar bactérias e não representam ameaça para os seres humanos.

A descoberta foi considerada um "ponto de virada muito significativo" na ciência, que pode inaugurar uma nova era no tratamento de doenças. No entanto, especialistas também alertaram que os vírus criados por IA levantam preocupações "urgentes" de segurança.

As ferramentas de IA estão avançando rapidamente e já foram usadas para desenvolver novos antibióticos. Mas isso é relativamente simples em comparação com a criação de um novo vírus totalmente do zero.

"Este é um próximo passo na complexidade que a IA generativa pode projetar. Esta é a primeira vez que a IA generativa foi usada para projetar um genoma completo, algo que pode se replicar e ter outras funções dentro das células... isso foi um território novo para nós", disse Brian Hie, professor da Universidade Stanford, à BBC.

A tecnologia funciona de forma semelhante a grandes modelos de linguagem, como o ChatGPT, que preveem sequências de texto.

Neste caso, os modelos de IA, conhecidos como Evo1 e Evo2, preveem a linguagem da biologia em vez de palavras.

Os modelos de IA foram treinados com códigos genéticos de vírus, bactérias, plantas e pessoas.

Em seguida, foram refinados para produzir um tipo de vírus, conhecido como bacteriófago, que infecta apenas espécies específicas de bactérias.

Os pesquisadores de Stanford selecionaram os 302 projetos de IA mais promissores e os sintetizaram em laboratório. Destes, 16 se mostraram eficazes na eliminação da bactéria E. coli.

Samuel King, um estudante de doutorado do laboratório, disse que eles perceberam que os fagos — vírus que infectam bactérias — estavam funcionando nas primeiras horas da manhã.

Os fagos foram colocados em placas de Petri com uma camada de bactérias crescendo sobre eles. Enquanto isso, os cientistas buscavam sinais de que seus novos vírus estavam funcionando.

"Começamos a ver alguns pontos mais claros, e isso foi extremamente emocionante", diz King. Quando os resultados foram compartilhados com toda a equipe, "a sala irrompeu em aplausos espontâneos", lembra Hie.

O desenvolvimento de novos fagos pode levar a novas formas de tratar infecções que se tornaram resistentes a antibióticos.

Mas essa descoberta também aponta para a capacidade da IA de projetar uma nova biologia que vai além do mundo natural — o que é conhecido como biologia sintética.

Hie argumenta que isso tem o potencial de "melhorar drasticamente a saúde humana" através do desenvolvimento de novos medicamentos e terapias.

Mas já surgiram preocupações de que a mesma tecnologia possa ser usada maliciosamente para criar novas doenças.

Em um comentário que acompanha a publicação na revista Science, Thomas Inglesby e Moritz Hanke, do Centro de Segurança da Saúde da Universidade Johns Hopkins, escreveram que as descobertas levantam "questões urgentes de biossegurança e bioproteção".

Eles disseram que não se tratava mais de "se o design generativo de genomas virais existirá", mas sim de se ele pode ser usado sem "causar danos graves".

Para eles, novos vírus com potencial para causar doenças "não deveriam ser desenvolvidos".

Os próprios pesquisadores tomaram medidas para maximizar a segurança. Eles excluíram vírus que poderiam infectar organismos complexos do banco de dados de treinamento, realizaram a pesquisa com fagos em vez de vírus que infectam pessoas e fizeram tudo isso em um ambiente seguro.

Hie argumenta que as medidas de proteção já existentes contribuem muito para "garantir que a tecnologia seja usada para o bem".

Dos bits dos computadores aos átomos

Os vírus não são seres vivos e seria necessário um salto significativo para que a IA gerasse organismos vivos.

O código genético do fago tem cerca de 5,4 mil pares de bases (letras). O menor genoma de uma célula viva tem cerca de 500 mil pares de bases. O genoma humano tem três bilhões de pares de bases.

Hie diz que "provavelmente daria muito trabalho, mas não seria impossível" tentar criar alguns organismos simples, e que os cientistas estão "definitivamente interessados em trabalhar nesse sentido".

O professor Marc Güell, do laboratório de biologia sintética da Universidade Pompeu Fabra, na Espanha, afirmou que o estudo representa um "ponto de virada muito significativo", pois "pela primeira vez na história, estamos começando a projetar a biologia em um computador".

Ele afirmou que isso "nos permite sonhar com possibilidades empolgantes para enfrentar os maiores desafios da humanidade", como o desenvolvimento de bacteriófagos para combater doenças, enzimas para tratar distúrbios genéticos e anticorpos que poderiam ser usados em imunoterapia.

O professor Patrick Cai, catedrático de genômica sintética do Instituto de Biotecnologia de Manchester, afirmou que o estudo representa um "marco importante".

"A importância disso vai muito além dos fagos — sugere que os modelos de linguagem genômica estão começando a aprender os princípios de design codificados pela evolução, abrindo caminho para a escrita de genomas assistida por IA."