В мире современной медицины назревает тихая революция, и ее главным инструментом может стать не новый препарат, а алгоритм. Группа американских ученых, объединившая усилия биологов и математиков, представила технологию, которая способна перевернуть наше представление о борьбе с инфекциями. Речь идет о системе искусственного интеллекта, способной в автономном режиме проектировать «дизайнерские» бактериофаги — вирусы, которые не трогают человека, но безжалостно уничтожают бактерии. Результаты этого исследования, опубликованные в престижном журнале Science, подтвердили: созданные программой вирусы успешно справились с патогенным штаммом кишечной палочки, который оказался не под силу даже природным аналогам.
Для тех, кто далек от лабораторий, важно понимать: бактериофаги — это природные «снайперы». В отличие от антибиотиков, которые бьют по всему живому в организме, фаги действуют прицельно, уничтожая только конкретного бактериального врага. Более того, они самоликвидируются, как только цель достигнута. В эпоху, когда бактерии учатся выживать под натиском классической химии, такие «умные» вирусы становятся единственной надежной альтернативой.
Однако экспертное сообщество призывает к взвешенному оптимизму. Профессор Городского университета Гонконга Павел Лидский, специализирующийся на эволюционной биологии, в беседе с РБК подчеркивает: это важный шаг, но не создание жизни «из ничего». По его словам, ученые пока не создали новый вид организма с чистого листа, а лишь использовали мощь ИИ для анализа уже существующих систем.
Современная наука уже научилась предсказывать структуру белков, но проектирование целого генома — задача на порядок сложнее.
Белки в клетке не работают в вакууме: они находятся в сложнейшем танце взаимодействий с ДНК и другими компонентами. Здесь ИИ незаменим, — поясняет Лидский. — Он способен просчитать те колоссальные объемы межмолекулярных связей, которые человеческий мозг просто не в состоянии охватить вручную.
Главное преимущество технологии — расширение «поисковой ленты» природы. Сейчас биологи вынуждены искать подходящие фаги в естественных библиотеках, что долго, дорого и не дает гарантий. ИИ же позволяет комбинировать генетические элементы, создавая идеальное оружие против растущей угрозы антибиотикорезистентности.
Тем не менее, у медали есть и обратная сторона. Профессор Лидский предупреждает о потенциальных рисках: от нарушения микробного баланса в промышленности до непредсказуемой эволюции самих созданных фагов. Впрочем, он полагает, что масштаб вреда может быть лишь локальным.
С другой стороны, Петр Чумаков, член-корреспондент РАН из Института молекулярной биологии им. В.А. Энгельгардта, считает, что ИИ здесь — лишь мощный ускоритель. По его мнению, получать новые штаммы можно и без нейросетей, используя естественную способность фагов к мутациям при совместном культивировании с бактериями. Однако ИИ делает этот процесс гораздо более предсказуемым, предлагая готовые варианты геномов для последующего синтеза.
При этом Чумаков не видит глобальной угрозы в самой технологии, но напоминает о реалиях современности. Опасность представляют не бактериофаги, а вирусы, поражающие человека.
Как показал опыт COVID-19, для создания патогена не нужен ИИ — это можно сделать и без него. В наши дни, когда технологии развиты до предела, создание опасного штамма не является неразрешимой задачей, — отмечает ученый.
Евгений Куликов, старший научный сотрудник ФИЦ «Биотехнологии», называет публикацию в Science настоящим прорывом. Для него ценность системы в том, что человечество впервые получает возможность конструировать минимальный жизнеспособный биологический объект методами компьютерной инженерии. Но и здесь он предостерегает:
Польза и вред всегда идут рука об руку. Как и любая генная инженерия, эта технология может быть использована во вред, в том числе для создания биологического оружия.
Существует и сугубо практический барьер. Профессор МГУ Алексей Аграновский указывает на проблему «логистики». Даже если мы создадим идеальный фаг, как доставить его к очагу инфекции? Если при пневмонии антибиотик можно принять в виде таблетки или инъекции, то с фагами всё гораздо сложнее. И, конечно, безопасность этой технологии зависит не от кода, а от морального выбора людей.
В сарае новый вирус с помощью ИИ не сваришь, но скорость создания новых фагов для растений или животных теперь гораздо выше, — резюмирует Аграновский.
Пока ученые спорят о будущем, природа продолжает преподносить свои сюрпризы. В начале августа в Нью-Йорке был обнаружен вирус Бурбон, передающийся через клещей. У него нет ни вакцины, ни специфического лечения, и эксперты из медицинского центра Стоуни-Брук опасаются, что его распространение может стать серьезной проблемой для диагностики в ближайшие годы. История вируса Бурбон, впервые замеченного в Канзасе в 2014 году и приведшего к летальным исходам, служит напоминанием: биологические угрозы реальны, и методы борьбы с ними — будь то классическая медицина или искусственный интеллект — должны развиваться на опережение.
