Uma inteligência artificial conseguiu criar, a partir do zero, vírus capazes de funcionar e se multiplicar em laboratório, em um experimento que pode representar um avanço importante para a biologia sintética.
O estudo foi publicado na última quinta-feira (6) na revista científica Science e envolveu pesquisadores do Arc Institute e da Universidade Stanford, nos Estados Unidos.
O sistema utilizado na pesquisa recebeu o nome de Evo. Seu funcionamento tem uma inspiração semelhante à de modelos de linguagem como o ChatGPT, mas, em vez de aprender padrões de palavras, a inteligência artificial foi treinada para identificar padrões nas sequências de DNA.
A tecnologia foi usada para projetar genomas de bacteriófagos — vírus que atacam bactérias, mas não infectam seres humanos.
O resultado chamou atenção porque parte dos vírus desenhados pela IA não ficou apenas no computador: eles foram sintetizados em laboratório e alguns conseguiram infectar e destruir bactérias.
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Como a inteligência artificial conseguiu criar os vírus?
Para entender o experimento, é preciso primeiro compreender como o DNA funciona.
O material genético pode ser representado por quatro bases principais:
- A;
- C;
- G;
- T.
A sequência dessas bases funciona como um enorme conjunto de instruções biológicas.
O Evo foi desenvolvido para reconhecer padrões presentes nessas sequências, de maneira semelhante ao modo como modelos de linguagem identificam relações entre palavras e frases.
Para isso, os pesquisadores utilizaram uma quantidade enorme de informações genéticas provenientes de diferentes organismos.
A IA aprendeu, portanto, a identificar relações existentes no material genético sem que os cientistas precisassem programar manualmente todas as regras necessárias para construir um genoma funcional.
O que é o Evo?
O Evo é um modelo de inteligência artificial desenvolvido para trabalhar com sequências biológicas.
Em termos simplificados, ele pode ser comparado a um modelo de linguagem.
Um sistema como o ChatGPT recebe grandes quantidades de textos e aprende padrões que permitem prever quais palavras ou símbolos provavelmente aparecerão em determinada sequência.
O Evo utiliza uma lógica semelhante, mas aplicada ao material genético.
Em vez de perguntar qual palavra vem depois, o sistema trabalha com as “letras” do DNA e aprende relações entre diferentes partes das sequências.
Isso permite gerar novas sequências que seguem padrões observados na natureza.
O que os pesquisadores pediram para a IA criar?
Depois do treinamento, os pesquisadores utilizaram o sistema para projetar genomas de bacteriófagos.
Os bacteriófagos são vírus especializados em infectar bactérias.
Eles não funcionam como os vírus que causam doenças em seres humanos. Seu alvo são células bacterianas específicas.
Para o experimento, os cientistas utilizaram como referência o ΦX174, um bacteriófago pequeno e bastante estudado.
Seu genoma possui aproximadamente 5.400 bases, uma quantidade relativamente pequena quando comparada ao material genético de organismos mais complexos.
A bactéria mais simples possui centenas de milhares de bases, enquanto o genoma humano contém cerca de 3 bilhões de pares de bases.
A IA criou centenas de milhares de genomas
O sistema produziu uma quantidade enorme de possíveis sequências genéticas.
Os pesquisadores analisaram as propostas e selecionaram aquelas consideradas mais promissoras para serem testadas experimentalmente.
Quase 300 genomas foram sintetizados em laboratório.
Depois, os pesquisadores verificaram se os vírus artificiais seriam capazes de infectar bactérias E. coli utilizadas no experimento.
O resultado foi significativo: 16 vírus projetados pela IA se mostraram viáveis.
Isso significa que conseguiram executar as funções necessárias para se multiplicar e destruir as bactérias nas condições do experimento.
Por que esse resultado é tão importante?
A principal descoberta não está simplesmente no fato de uma IA ter criado sequências de DNA.
O mais importante é que algumas das sequências produzidas pelo sistema resultaram em vírus que realmente funcionaram quando foram testados biologicamente.
Isso demonstra que modelos de inteligência artificial podem aprender padrões complexos presentes no material genético e utilizá-los para projetar sequências novas que possuem funções biológicas.
É uma espécie de demonstração de que a IA consegue identificar parte da “gramática” existente no DNA.
Os pesquisadores não precisaram ensinar individualmente ao sistema todas as regras que fazem um gene funcionar em conjunto com outros.
O modelo aprendeu padrões observando uma quantidade gigantesca de exemplos.
Vírus criados pela IA conseguiram superar resistência
Outro resultado chamou ainda mais atenção.
Os pesquisadores testaram os vírus artificiais contra bactérias que haviam desenvolvido resistência ao bacteriófago natural utilizado como referência.
Uma combinação dos vírus gerados pela IA conseguiu vencer essa resistência.
O resultado não foi reproduzido da mesma maneira quando os pesquisadores utilizaram um conjunto de vírus naturais semelhantes.
Essa descoberta é relevante porque aponta para uma possível aplicação futura da tecnologia no combate a bactérias resistentes.
A tecnologia pode ajudar contra superbactérias?
Esse é um dos potenciais mais importantes da pesquisa.
A resistência bacteriana aos antibióticos é um problema crescente de saúde pública.
Algumas bactérias conseguem sobreviver aos medicamentos disponíveis, dificultando o tratamento de infecções.
Os bacteriófagos apresentam uma característica interessante: em vez de utilizar antibióticos para combater bactérias, eles podem infectar diretamente determinadas células bacterianas.
Se a inteligência artificial conseguir ajudar pesquisadores a desenvolver bacteriófagos capazes de atacar bactérias resistentes, a tecnologia poderá futuramente contribuir para novas estratégias terapêuticas.
Mas existe uma distância considerável entre o resultado obtido no laboratório e um tratamento disponível para pacientes.
O estudo ainda não criou um tratamento para humanos
É importante não confundir o experimento com uma terapia pronta.
Os vírus criados pela IA foram testados em condições laboratoriais e direcionados a uma bactéria específica.
Ainda seriam necessárias diversas etapas para descobrir se uma tecnologia semelhante poderia ser utilizada de maneira segura e eficaz em seres humanos.
Entre os desafios estão determinar quais bactérias podem ser atingidas, garantir que o tratamento seja seguro, controlar a resposta do organismo e demonstrar eficácia em estudos clínicos.
Portanto, não significa que pacientes já possam receber esses vírus como tratamento.
Existe risco de a IA criar vírus perigosos?
A mesma capacidade que torna a tecnologia promissora também levanta preocupações.
Se sistemas de inteligência artificial conseguem aprender regras relacionadas à construção de genomas funcionais, existe a possibilidade de que tecnologias futuras sejam utilizadas para projetar organismos ou patógenos com características indesejadas.
Esse é um dos principais motivos pelos quais o estudo foi acompanhado de medidas de segurança.
Os próprios autores destacaram a necessidade de envolver profissionais de biossegurança em trabalhos que utilizem inteligência artificial para projetar genomas completos.
Os vírus do experimento podem infectar humanos?
Não.
Esse ponto é fundamental para entender o alcance real da pesquisa.
Os vírus desenvolvidos no experimento foram bacteriófagos, ou seja, são especializados em infectar bactérias.
Eles não foram projetados para atacar seres humanos.
Além disso, os testes foram realizados utilizando uma linhagem específica de E. coli em laboratório.
O experimento, portanto, está muito distante de representar a criação de um vírus capaz de causar uma doença em pessoas.
Pesquisadores adotaram medidas de segurança
A equipe também tomou precauções durante o desenvolvimento do modelo.
Segundo as informações apresentadas no estudo, o sistema não recebeu durante o treinamento informações genéticas de vírus que infectam seres humanos.
Sequências relacionadas a vírus que infectam outros animais, plantas e fungos também foram excluídas.
O trabalho experimental foi realizado dentro das condições de segurança recomendadas para bacteriófagos considerados de baixo risco.
Essas medidas mostram uma preocupação em limitar o tipo de conhecimento biológico que o sistema poderia utilizar para gerar novos organismos.
O que é biologia sintética?
A biologia sintética é uma área que combina conhecimentos de biologia, engenharia e outras disciplinas para modificar ou projetar sistemas biológicos.
Em vez de apenas observar organismos existentes, os pesquisadores procuram entender como seus componentes funcionam e, a partir disso, criar sistemas com determinadas características.
A inteligência artificial pode ampliar esse campo porque consegue analisar quantidades de dados genéticos muito maiores do que seria possível manualmente.
No caso do estudo publicado na Science, a IA foi utilizada como uma ferramenta para explorar possibilidades de sequências genéticas.
Isso significa que a IA criou vida artificial?
Não.
Essa interpretação seria exagerada.
Os vírus produzidos no experimento não são considerados organismos vivos por muitos cientistas, justamente porque não possuem capacidade de reprodução independente.
Um vírus precisa infectar uma célula hospedeira para utilizar sua estrutura e se multiplicar.
Além disso, criar um bacteriófago funcional é muito diferente de construir um organismo vivo complexo.
Os próprios pesquisadores reconhecem que chegar a sistemas biológicos realmente vivos e independentes exigiria um nível de complexidade muito maior.
O que ainda falta descobrir?
O estudo é considerado uma prova de conceito.
Os resultados mostram que a abordagem pode funcionar, mas ainda existem muitas perguntas.
Entre elas estão:
- como projetar bacteriófagos maiores;
- como controlar de maneira confiável quais bactérias serão infectadas;
- como ampliar a eficácia contra diferentes bactérias;
- como evitar o desenvolvimento de novas resistências;
- como garantir segurança;
- como transformar resultados de laboratório em tratamentos;
- como realizar estudos clínicos adequados.
Essas etapas podem levar anos de pesquisa.
Por que a c é tão importante?
A evolução da inteligência artificial aplicada à biologia cria uma situação diferente daquela encontrada em ferramentas tradicionais de software.
Uma ferramenta digital comum pode produzir código ou textos.
Uma ferramenta de biologia sintética pode, dependendo de sua capacidade, contribuir para a criação de sequências que posteriormente podem ser sintetizadas fisicamente.
Por isso, a governança precisa acompanhar o avanço tecnológico.
Isso envolve laboratórios, empresas de síntese de DNA, pesquisadores, órgãos reguladores e especialistas em biossegurança.
Também é necessário desenvolver mecanismos capazes de impedir que ferramentas avançadas sejam utilizadas de maneira irresponsável.
O que especialistas dizem sobre o avanço?
O estudo foi considerado impressionante por especialistas que acompanham a área.
Simon Jackson, pesquisador da Universidade de Waikato que não participou da pesquisa, classificou o trabalho como uma importante prova de conceito.
Ao mesmo tempo, ressaltou que ainda existem grandes obstáculos antes que a tecnologia possa chegar a aplicações médicas.
Projetar bacteriófagos maiores, controlar quais bactérias eles conseguem infectar e demonstrar segurança e eficácia em pacientes são etapas que ainda precisam ser superadas.
Isso reforça uma conclusão importante: o estudo representa um avanço científico, mas não uma tecnologia médica pronta.
Perguntas frequentes
A inteligência artificial realmente criou vírus?
Sim. O estudo utilizou IA para projetar genomas de bacteriófagos, e alguns dos vírus sintetizados posteriormente funcionaram em testes de laboratório.
Esses vírus podem infectar pessoas?
Não. Os vírus desenvolvidos no experimento são bacteriófagos, especializados em infectar bactérias. Eles não foram criados para infectar seres humanos.
A IA criou vida artificial?
Não. O experimento não criou um organismo vivo independente. Os vírus dependem de células hospedeiras para se multiplicar.
Para que esses vírus poderiam servir?
Uma possível aplicação futura é o combate a bactérias resistentes a antibióticos. Porém, ainda são necessárias muitas pesquisas antes que essa possibilidade possa se transformar em tratamento.
O que é o Evo?
Evo é um modelo de inteligência artificial treinado para reconhecer padrões em sequências genéticas. Ele foi utilizado pelos pesquisadores para projetar novos genomas de bacteriófagos.
O estudo significa que a IA poderá criar qualquer vírus?
Não. O experimento demonstrou uma capacidade específica em bacteriófagos de baixa complexidade e baixo risco. Criar ou controlar patógenos capazes de infectar humanos é uma questão muito diferente e muito mais complexa.
Um novo passo na união entre IA e biologia
O estudo publicado na Science mostra como a inteligência artificial pode começar a desempenhar um papel mais sofisticado na biologia sintética.
O Evo conseguiu aprender padrões presentes em grandes quantidades de material genético e utilizar esse conhecimento para propor novos genomas. Parte dessas sequências deixou de ser apenas uma previsão computacional e passou pelo teste decisivo: funcionar em laboratório.
O resultado também aponta para uma possível aplicação de grande interesse médico. No futuro, sistemas semelhantes poderão ajudar pesquisadores a desenvolver bacteriófagos capazes de combater bactérias para as quais os antibióticos já não são eficazes.
Ao mesmo tempo, a pesquisa deixa claro que o avanço tecnológico precisa caminhar junto com a biossegurança. A possibilidade de projetar sistemas biológicos por meio de IA cria oportunidades científicas importantes, mas também exige regras, fiscalização e protocolos capazes de reduzir riscos.
Por enquanto, o feito deve ser entendido pelo que realmente é: uma demonstração de que a inteligência artificial pode aprender padrões complexos do DNA e ajudar a projetar vírus bacterianos funcionais em laboratório — não a criação de uma nova forma de vida ou de um vírus perigoso para seres humanos.