Une IA conçoit les premiers virus fonctionnels inexistants dans la nature

Des chercheurs de l'Université de Stanford et de l'Arc Institute ont utilisé l'intelligence artificielle pour concevoir 16 virus fonctionnels dotés de génomes jamais vus auparavant dans la nature, ce que les scientifiques décrivent comme un "tournant très significatif" pour la biologie synthétique. Ces travaux, publiés jeudi dans la revue Science, marquent la première utilisation de l'IA générative pour créer des génomes viraux complets et viables.bbc+1

Comment cela fonctionne

L'équipe a utilisé des modèles d'IA nommés Evo 1 et Evo 2, fonctionnant de manière similaire aux grands modèles de langage comme ChatGPT, mais prédisant des séquences génétiques plutôt que des mots. Entraînés sur des données génétiques de virus, bactéries, plantes et humains, ces modèles ont été affinés pour concevoir des bactériophages (virus ciblant les bactéries) basés sur un virus naturel appelé Phi X-174 qui n'infecte que E. coli.biorxiv+1

Sur environ 300 conceptions de génomes générées par l'IA et synthétisées en laboratoire, 16 se sont révélées viables, infectant et tuant avec succès des bactéries E. coli. Plusieurs de ces phages conçus par IA ont démontré une meilleure efficacité que le virus naturel et ont réussi à surmonter une résistance bactérienne que le phage original ne pouvait vaincre.nytimes+2

"C'est la première fois que l'IA générative est utilisée pour concevoir un génome complet capable de se répliquer et d'effectuer d'autres fonctions cellulaires", a déclaré Brian Hie, professeur adjoint à l'Université de Stanford, à la BBC.bbc

Promesses médicales

Cette percée ouvre la voie à de nouveaux traitements contre les infections résistantes aux antibiotiques. Un cocktail de phages générés par IA a rapidement surmonté la résistance chez trois souches d' E. coli lors des tests, alors que le virus naturel seul a échoué. La phagothérapie est de plus en plus considérée comme une approche prometteuse pour combattre les infections bactériennes qui ne répondent plus aux antibiotiques traditionnels.arcinstitute+2

Patrick Cai, président de la génomique à l'Institut de biotechnologie de Manchester, a qualifié l'étude d'"étape importante", notant que les modèles de langage génomique "commencent à saisir les principes de conception encodés par l'évolution".bbc+1

Préoccupations en matière de biosécurité

Dans un commentaire accompagnant la publication dans Science, Thomas Inglesby et ses collègues du Johns Hopkins Center for Health Security ont averti que ces résultats soulèvent des "questions urgentes de sécurité", affirmant qu'il ne s'agit plus de savoir si la conception virale générative arrivera, mais comment elle peut progresser "sans causer de dommages graves".bbc

Les chercheurs ont pris des précautions en excluant de leurs données d'entraînement les virus capables d'infecter des organismes complexes et en travaillant exclusivement sur des phages bactériens dans un environnement de laboratoire sécurisé. Les génomes des phages conçus comprennent environ 5 400 paires de bases (une fraction des quelque 500 000 paires de bases du génome de la plus petite cellule vivante), mais Hie a indiqué que son équipe est "définitivement intéressée par le travail visant à" concevoir des organismes plus complexes.bbc