В мире современной медицины назревает технологическая революция, способная переписать правила борьбы с инфекциями. Группа американских исследователей — математиков и биологов — представила разработку, которая звучит как сюжет из научной фантастики: систему искусственного интеллекта, способную в автономном режиме проектировать абсолютно новые, ранее не существовавшие в природе, но при этом полностью жизнеспособные бактериофаги. Результаты этого эксперимента, опубликованные в престижном журнале Science, уже вызвали бурную дискуссию в научном сообществе.
Суть технологии заключается в использовании «умных» алгоритмов для создания вирусов-киллеров. Бактериофаги — это природные хищники микромира. Они действуют с хирургической точностью: атакуют исключительно бактериальные клетки, оставляя ткани человека в неприкосновенности. В эпоху, когда антибиотики стремительно теряют свою эффективность, фаготерапия рассматривается как единственная высокоточная альтернатива. Главное преимущество фагов в том, что они самоликвидируются сразу после того, как уничтожат цель, не создавая лишней химической нагрузки на организм. Экспериментальные вирусы, созданные ИИ, уже доказали свою эффективность, успешно справившись с патогенным штаммом кишечной палочки, который оказался невосприимчив к природным аналогам.
Однако ученые призывают к умеренному оптимизму. Профессор Городского университета Гонконга Павел Лидский, эксперт в области эволюционной биологику и вирусологии, в беседе с РБК подчеркивает: это важнейший шаг в развитии синтетической биологии, но не создание жизни «с нуля». По его словам, современная наука уже мастерски умеет анализировать природные структуры — например, предсказывать форму белка. Но спроектировать целый геном гораздо сложнее.
«Белки в клетке не работают в вакууме. Они вступают в сложнейшие взаимодействия с ДНК и другими компонентами системы. Недостаточно просто собрать правильные гены — нужно, чтобы весь геном работал как единый, слаженный механизм», — поясняет Лидский.
Именно здесь ИИ становится незаменимым инструментом. Машина способна просчитать колоссальный объем межмолекулярных взаимодействий, которые человеческому мозгу просто не под силу охватить вручную. Для фаговой терапии это расширяет горизонты: вместо того чтобы годами перебирать существующие природные библиотеки фагов в поиске нужного штамма, ученые смогут сами комбинировать генетические элементы для получения идеального «оружия» против конкретной бактерии.
Тем не менее, у медали есть и обратная сторона. Павел Лидский отмечает потенциальные риски: от случайного нарушения баланса в прописях микробиологических процессах до непредсказуемой эволюции созданных фагов или переноса генов между бактериями. Впрочем, он полагает, что эти угрозы носят локальный характер.
С другой стороны, процесс получения новых штаммов не является эксклюзивной прерогативой ИИ. Петр Чумаков, член-корреспондент РАН и ведущий сотрудник Института молекулярной биологии им. В.А. Энгельгардта, напоминает, что биологи и раньше находили работающие решения довольно быстро. Бактерии и фаги — мастера адаптации. Если поместить их в одну среду, фаги со временем мутируют и подберут ключ к бактерии. ИИ лишь ускоряет этот процесс, анализируя закономерности генома и предлагая готовые варианты для синтеза.
При этом Чумаков не видит глобальной угрозы в самой технологии, но предостерегает от опасности создания патогенов, поражающих человека. Он приводит в пример пандемию COVID-19, напомнив, что создание опасных вирусов возможно и без участия продвинутого интеллекта. В современную эпоху развитых технологий создание патогенного штамма — задача, которая, к сожалению, не представляет большой сложности.
Евгений Куликов, старший научный сотрудник лаборатории вирусов микроорганизмов ФИЦ «Биотехнологии», называет работу в Science «серьезным прорывом». По его мнению, ценность системы в том, что человечество впервые получает возможность методом компьютерной инженерии создавать минимальный, но живой биологический объект. Правда, остается вопрос: сохранят ли эти «цифровые» фаги свою силу при многократных переносах в лабораторных условиях? Но сам факт наличия инфекционной способности — это уже огромная победа. При этом Куликов честно предупреждает: прогресс всегда несет в себе риск. Как и любая генная инженерия, эта технология может быть использована во вред, в том числе для создания биологического оружия.
Добавляется и чисто практическая проблема. Профессор МГУ Алексей Аграновский указывает на вопрос «доставки» препарата. Даже если мы создадим идеальный фаг, как заставить его попасть в очаг инфекции? Если при пневмонии антибиотик можно принять внутрь или ввести внутривенно, то с фагами всё гораздо сложнее. И, как отмечает Аграмуновский, опасность технологии напрямую зависит от морального выбора людей.
«В сарае новый вирус с помощью ИИ не сваришь, но этот метод позволяет создавать новые виды вирусов для растений или животных гораздо быстрее, чем раньше», — резюмирует он.
На фоне этих дискуссий мир сталкивается и с вполне реальными, не «спроектированными» угрозами. В начале августа в Нью-Йорке был обнаружен вирус Бурбон, переносимый клещами. У него нет ни вакцины, ни специфического лечения. История знает смертельные случаи заражения этим вирусом, начиная с 2014 года в Канзасе, и ученые опасаюсь, что при расширении ареала клещей-звездочек проблема диагностики и лечения может стать критической.
Оставайтесь на связи с РБК в «Максе».
