Программируемая смерть для бактерий: сможет ли искусственный интеллект спасти человечество от суперинфекций?

В арсенале современной медицины появился новый, пугающе эффективный инструмент. Группа американских ученых — математиков и биологов — представила миру систему искусственного интеллекта, способную в автономном режиме «проектировать» ранее не существовавшие в природе, но при этом полностью жизнеспособные бактериофаги. Результаты этого исследования, опубликованные в престижном научном журнале Science, подтверждают: созданные алгоритмом вирусы успешно справились с патогенным штаммом кишечной палочки, который оказался не под силу даже природным аналогам.

Напомним, что бактериофаги — это не просто вирусы, а высокоточные «хирурги» микромира. Они атакуют исключительно бактериальные клетки, оставляя ткани человека нетронутыми. В эпоху, когда антибиотики стремительно теряют свою эффективность, фаговая терапия становится главным кандидатом на роль альтернативы. Главное преимущество здесь в биологической чистоте: как только целевая бактерия уничтожена, фаги самоликвидируются, не оставляя лишнего следа в организме.

Однако экспертное сообщество призывает к взвешенному подпиранию: не стоит считать, что мы уже создали новую форму жизни. Профессор Городского университета Гонконга Павел Лидский, специализирующийся на эволюционной биологии, в беседе с РБК подчеркнул, что это лишь важный этап развития синтетической биологии. По его словам, ученые пока не сконструировали организм «с чистого листа» и не получили принципиально новый вид. Современная наука уже умеет виртуозно анализировать природные структуры — например, предсказывать форму белка по его последовательности, — но создание целого генома — задача на порядок более сложной порядка.

«Белки в клетке не работают в вакууме. Они связаны сложнейшей сетью взаимодействий с ДНК и другими компонентами системы. Недостаточно просто спроектировать правильные гены — нужно, чтобы весь геном работал как единый, слаженный механизм», — поясняет Лидский.

Именно здесь ИИ становится незаменимым: человеческий разум просто не способен охватить такое количество межмолекулярных связей «вручную». Для фаговой терапии это настоящий прорыв, так как вместо мучительного поиска нужного штамма в природных библиотеках, ученые смогут расширять пространство поиска, комбинируя генетические элементы по заданным параметрам.

Тем не менее, за технологическим триумфом скрываются серьезные вопросы безопасности. Павел Лидский указывает на риски: возможные изменения в микробных экосистемах, перенос генов между бактериями или непредсказуемую эволюцию самих созданных фагов. Впрочем, он считает, что эти угрозы носят скорее локальный характер.

С другой стороны, процесс создания новых штаммов не всегда требует участия «цифрового мозга». Петр Чумаков, член-корреспондент РАН и научный сотрудник института им. В.А. Энгельгардта, отмечает, что ИИ лишь ускоряет процесс, анализируя закономерности генома и предлагая варианты для последующего синтеза. По его словам, биологи и так умеют быстро получать активные штаммы: бактериофаги крайне адаптивным и в процессе совместной инкубации с бактериями могут быстро мутировать, находя путь к заражению даже устойчивых патогенов.

При этом Чумаков не видит глобальной угрозы в самой технологии, но предупреждает о рисках создания вирусов, поражающих человека. Он напоминает, что опыт пандемии COVID-19 показал: для создания опасного патогена искусственный интеллект вовсе не обязателен — задача вполне решаема и традиционными методами.

Евгений Куликов, старший нау 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. Хотя остается вопрос, сохранят ли такие фаги свою эффективность при многократных пересевах. Куликов также подчеркивает оборотную сторону медали: любая генная инженерия несет в себе риск использования технологий во вред, в том числе для создания биологического оружия.

Добавляя в дискуссию практический аспект, профессор МГУ Алексей Аграновский указывает на проблему «доставки». Даже если мы создадим идеальный фаг, как доставить его, например, в легкие при бактериальной пневмонии? В отличие от таблетки или укола антибиотика, с фагом всё гораздо сложнее. И, как резюмирует Аграновский, опасность технологии зависит не от самой науки, а от морального выбора людей.

«В сарае новый вирус с помощью ИИ не сваришь, но метод позволяет создавать новые фаги или вирусы растений и животных гораздо быстрее, чем раньше», — говорит ученый.

Пока ученые спорят о будущем, природа продолжает преподносить сюрпризы. В начале августа в Нью-Йорке был обнаружен вирус Бурбон, переносимый клещами-звездочками. У него нет ни вакцины, ни специфического лечения. Первые случаи заражения были зафиксированы еще в 2014 году в Канзасе, и, к сожалению, они сопровождались летальным исходом. Исследователи из медицинского центра Стоуни-Брук опасаются, что если распространение вируса усилится, диагностика станет настоящим вызовом для медицины.