В мире современной медицины назревает технологическая революция, способная переломить ход борьбы с супербактериями. Группа американских исследователей, объединившая усилия биологов и математиков, представила миру искусственный интеллект, способный в автономном режиме проектировать жизнеспособные бактериофаги — вирусы, которые не трогают человека, но безжалостно уничтожают патогены. Результаты этой работы, опубликованные в престижном журнале Science, уже вызвали бурные дискуссии в научном сообщемустве. Экспериментальные образцы, созданные «цифровым разумом», доказали свою эффективность, справившись с штаммом кишечной палочки, который оказался не под силу природным аналогам.
Бактериофаги — это природное оружие точечного действия. В отличие от антибиотиков, которые «ковровыми бомбардировками» уничтожают и полезную микрофлору, фаги действуют как снайперы: они нацелены строго на конкретные бактериальные клетки. Более того, после выполнения своей задачи они самоликвидируются. Однако сегодня, когда бактерии обретают пугающую устойчивость к традиционным лекарствам, поиск новых фагов в дикой природе превращается в изнурительный и не всегда успешный процесс.
Профессор Городского университета Гонконга Павел Лидский, эксперт в области эволюционной биологии и вирусологии, в беседе с РБК призывает к взвешенному оптимизму. По его мнению, это важный шаг в развитии синтетической биологии, но не магическое решение.
Авторы пока не создали новый организм "с нуля" и не получили принципиально новый вид
уточняет ученый. Лидский отмечает, что современная наука уже мастерски анализирует природные структуры (например, предсказывая форму белков), но проектирование целого генома — задача на порядок сложнее. Белки в клетке — это не набор разрозненных деталей, а сложнейший механизм, где всё взаимосвязано. И именно здесь ИИ проявляет свой истинный потенциал, анализируя такие массивы межмолекулярных взаимодействий, которые человеческий мозг просто не в состоянии охватить вруручную.
Для фаговой терапии такая технология — настоящий прорыв. Вместо того чтобы годами перебирать случайные находки из «природных библиотек», ученые смогут расширять пространство поиска, комбинируя генетические элементы по заданным параметму. В эпоху глобального кризиса антибиотикорезистентности это направление становится критически важным. Впрочем, Лидский не обходит стороной и риски: возможные изменения в микробных экосистемах или неконтролируемая эволюция созданных фагов. Впрочем, он считает, что эти угрозы носят 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 фактически подбирает идеальные чертежи генома, которые затем синтезируются и внедряются в бактерии, создавая практически новый штамм-убийцу. При этом Чумаков подчеркивает, что биологи и раньше могли находить активные штаммы довольно быстро, используя естественную мутацию бактерий в присутствии фагов.
Вопрос безопасности — самый острый в этой дискуссии. Чумаков считает, что угрозы создания именно бактериофагов, поражающих человека, не существует. Однако он напоминает, что создание опасных вирусов — это реальность, которую мы видели на примере COVID-19, и для этого ИИ вовсе не обязателен.
Создать патогенный штамм в наше время не представляет большой проблемы
предостерегает ученый.
Евгений Куликов, старший научный сотрудник лаборатории вирусов микроорганизмов ФИЦ «Биотехнологии», называет работу в Science «серьезным прорывом». Для него ценность системы в том, что она позволяет методами компьютерной инженерии создавать минимальный, но жизнеспособный биологический объект. Но и здесь он видит обратную сторону медали:
Польза и вред в этой технологии всегда идут рука об руку
Как и любая генная инженерия, этот инструмент может быть использован для создания биологического оружия.
Добавляет к дискуссии и профессор МГУ Алексей Аграновский. Он видит в технологии новый способ борьбы с инфекциями, но указывает на фундаментальную проблему — «доставку». Если антибиотик можно принять внутрь или ввести внутривенно, то как доставить фаг, например, в легкие при пневмонии? А также он вновь возвращается к этике: всё зависит от того, в чьи руки попадет технология.
В сарае новый вирус с помощью ИИ не сваришь, но это вопрос морального выбора людей
резюмирует Аграновский.
Пока ученые спорят о будущем, природа продолжает преподносить свои сюрпризы. В начале августа в Нью-Йорке был обнаружен вирус Бурбон, переносчиком которого является клещ-звездочка. У этой болезни нет ни вакцины, ни специфического лечения. С момента первого случая в Канзасе в 2014 году, приведшего к смерти пациента, вирус уже связан как минимум с двумя летальными исходами. Исследователи из медицинского центра Стоуни-Брук предупреждают: если распространение клещей усилится, диагностика новых вспышек станет настоящим вызовом для медицины.
