В арсенале современной медицины появился новый, пугающе эффективный и в то же время многообещающий союзник — искусственный интеллект. Группа американских исследователей, объединившая усилия биологов и математиков, представила технологию, способную в автономном режиме проектировать жизнеспособные бактериофаги, которых ранее никогда не существовало в природе. Результаты этого прорыва, опубликованные в престижном научном журнале Science, доказывают: созданные алгоритмом вирусы успешно справились с патогенным штаммом кишечной палочки, который оказался не под силу обычным природным фагам.
Речь идет о бактериофагах — уникальных природных «киллерах», которые специализимуются исключительно на бактериальных клетках, оставляя ткани человека в полной безопасности. В эпоху, когда антибиотики стремительно теряют свою эффективность из-за растущей резистентности бактерий, фаговая терапия рассматривается как высокоточная альтернатива. Ее главное преимущество — хирургическая точность и естественный цикл: после того как цель уничтожена, фаги просто самоликвидируются.
Однако экспертное сообщество призывает к взвешенному подложению. Профессор Городского университета Гонконга Павел Лидский, специализирующийся на эволюционной биологии и вирусологии, в беседе с РБК подчеркнул, что хотя это важный шаг в развитии синтетической биологии, не стоит объявлять о создании жизни «с нуля». По его словам, современная наука уже мастерски анализирует природные системы — например, предсказывает структуру белка по его аминокислотной цепи, — но сборка целого генома остается задачей колоссальной сложности.
«Белки в клетке не работают в вакууме: они находятся в постоянном взаимодействии с ДНК и другими компонентами системы. Недостаточно просто спроектировать отдельные гены, нужно, чтобы весь геном функционировал как единый, согласованный механизм. И вот здесь ИИ проявляет себя лучше всего, так как способен просчитать мириады межмолекулярных взаимодействий, которые человеку вручную охватить практически невозможно», — поясняет Лидский.
Для фаговой терапии такая технология — настоящий спасательный круг. Сегодня ученые вынуждены полагаться на «природные библиотеки» фагов, что является крайне трудоемким процессом без гарантии успеха. ИИ же позволяет расширить границы поиска, предлагая новые комбинации генетических элементов. На фоне глобальной угрозы антибиотикорезистентности это направление становится критически важным. При этом Лидский отмечает, что риски — такие как изменение микмульных экосистем или эволюция созданных фагов — существуют, но они носят скорее локальный характер.
Другой взгляд на технологию предлагает Петр Чумаков, член-корреспондент РАН и научный сотрудник Института молекулярной биологии им. В.А. Энгельгардта. Он поясняет, что ИИ анализирует закономерности генома и предлагает варианты, которые затем синтезируются для создания практически нового штамма. При этом Чумаков не считает ИИ единственным путем: подобные штаммы можно получать и традиционными методами, пусть и медленнее, используя естественную способность фагов мутировать и адаптироваться к бактериям в процессе инкубации.
Что касается угроз, Чумаков полагает, что самой большой опасностью является не сама технология, а возможность создания вирусов, поражающих человека. Он напоминает, что пандемия COVID-19 показала: создание патогенных штаммов возможно и без помощи ИИ. В эпоху развитых технологий само по себе наличие инструментов не является главной проблемой — проблема в их использовании.
Евгений Куликов, старший научный сотрудник лаборатории вирусов микроорганизмов ФИЦ «Биотехнологии», называет публикацию в Science «серьезным прорывом». По его мнению, ценность системы в том, что человечество впервые получает возможность создавать минимальный, жизнеспособный биологический объект методами компьютерной инженерии. Хотя остается вопрос, сохранят ли такие фаги устойчивость при последующих поколениях (пассажах), сам факт создания инфекции — это уже огромный шаг вперед. Впрочем, Куликов предупреждает: как и любая генная инженерия, эта технология может быть использована во вред, в том числе для разработки биологического оружия.
Профессор МГУ Алексей Аграновский соглашается с тем, что это новый способ борьбы с инфекциями, но указывает на фундаментальную проблему — «доставку». Если антибиотик можно принять в таблетке или сделать укол, то как доставить фаг, например, глубоко в легкие при пневмонии? И, конечно, безопасность здесь напрямую зависит от морального выбора ученых и того, в чьи руки попадет подобный метод.
«В сарае новый вирус с помощью ИИ не сваришь, но возможности ускорить создание вирусов растений или животных теперь колоссальны», — резюмирует он.
Пока ученые спорят о будущем ИИ-вирусов, природа продолжает преподносить свои сюрпризы. В начале августа в Нью-Йорке был обнаружен вирус Бурбон, переносимый клещами-звездочками. У него нет ни вакцины, ни специфического лечения. История этого вируса пугает: первый случай был зафиксирован в Канзасе в 2014 году и закончился смертью пациента. Исследователи из медицинского центра Стоуни-Брук предупреждают, что если распространение клещей усилится, диагностика новых инфекций может стать серьезным вызовом для медицины.
