В современной медицине назревает технологическая революция, способная изменить правила игры в борьбе с инфекциями. Группа американских ученых — математиков и биологов — представила миру разработку, которая звучит как сценарий научной фантастики: систему искусственного интеллекта, способную самостоятельно проектировать и создавать работающие, жизнеспособные бактериофаги. О том, что эти цифровые вирусы уже продемонстрировали способность уничтожать опасные штаммы кишечной палочки, устойчивые к природным аналогам, сообщает авторитетный научный журнал Science.
Чтобы понять масштаб события, нужно вспомнить, что такое бактериофаги. Это природные «хирурги» микромира — вирусы, которые атакуют исключительно бактериального клетки, оставляя ткани человека в полной безопасности. В эпоху, когда антибиотики стремительно теряют свою эффективность, фаготерапия становится главным кандидатом на роль высокоточного оружия. Главное преимущество фага в том, что он самоликвидируется сразу после того, как выполнит свою задачу — уничтожит цель.
Однако экспертное сообщество призывает к взвешенному оптимизму. Профессор Городского университета Гонконга Павел Лидский, специализирующийся на эволюционной биологии и вирусологии, в интервью РБК подчеркнул, что это важный шаг к развитию синтетической биологии, но не магическое решение. По его словам, ученые пока не создали живой организм «с чистого листа» и не получили принципиально новый вид. Современная наука уже умеет предсказывать структуру белков, но проектирование целого генома — задача на порядок более сложной порядка.
Белки в клетке не работают в вакууме: они находятся в сложнейшем танце взаимодействий с ДНК и другими компонентами системы. Недостаточно просто собрать правильные гены — нужно, чтобы весь геном работал как единый, слаженный механизм.
Именно здесь ИИ проявляет свою истинную силу: он способен просчитать те мириады межмолекулярных связей, которые человеческому мозгу под силу только при невероятно трудоемком ручном анализе. Для фаговой терапии это означает расширение горизонтов: вместо того чтобы бесконечно искать подходящий вариант в природных библиотеках, ученые смогут сами конструировать идеальные комбинации генетических элементов.
Тем не менее, за технологическим триумфом скрываются серьезные вопросы безопасности. Павел Лидский указывает на риски нарушения микробных экосистем, возможный перенос генов между бактериями или непредсказуемую эволюцию самих созданных фагов. Впрочем, он полагает, что эти угрозы носят скорее локальный характер.
Другой взгляд на проблему предлагает Петр Чумаков, член-корреспондент РАН и ведущий сотрудник Института молекулярной биологии им. В.А. Энгельгардта. Он отмечает, что ИИ фактически находит закономерности в структуре генома и предлагает готовые варианты для синтеза, что позволяет получать практически новые штаммы. При этом Чумаков напоминает: эффективные штаммы можно получить и традиционными методами, «довольно быстро», путем естественной адаптации фагов в лаборатории.
Что касается глобальных угроз, Чумаков настроен скептически. По его мнению, опасность представляют не бактериофаги, а вирусы, поражающие человека. И пример пандемии COVID-19 наглядно доказал: создать патогенный штамм можно и без помощи искусственного интеллекта, если возникнет такая задача. В современных реалиях создание биологической угрозы не является чем-то запредельно сложным.
Евгений Куликов, старший научный сотрудник лаборатории вирусов микроорганизмов ФИЦ «Биотехнологии», называет публикацию в Science «интересной» и видит в ней потенциальный прорыв. По его мнению, ценность системы в том, что она позволяет методом компьютерной инженерии создавать минимальный, но жизнеспособный биологический объект. Однако он не скрывает и обратной стороны медали:
Польза и вред в таких технологиях всегда идут рука об руку.
Как и любая генная инженерия, ИИ-инструментарий может быть использован для создания биологического оружия.
Существует и чисто практический барьер. Профессор МГУ Алексей Аграновский указывает на проблему «доставки». Даже если мы создадим идеальный фаг, как доставить его, например, в легкие при пневмонии? Если антибиотик можно принять в виде таблетки или инъекции, то с фагами всё гораздо сложнее. И здесь вопрос безопасности снова упирается в этику:
В сарае новый вирус с помощью ИИ не сваришь, но всё зависит от того, в чьи руки попадет этот метод. Это вопрос морального выбора людей.
На фоне дискуссий о будущем ИИ, реальность подбрасывает свои пугающие новости из мира природы. В начале августа в Нью-Йорке был обнаружен вирус Бурбон, переносчиком которого является обыкновенный клещ-звездочка. Против него нет ни вакцин, ни специфического лечения. История знает смертельные случаи заражения этим вирусом, и ученые из медицинского центра Стоуни-Брук предупреждают: если ареал распространения клещей расширится, диагностика новых вспышек станет серьезным вызовом для медицины.
