В арсенале современной медицины может появиться принципиально новое оружие, созданное не в пробирке, а в компьютерной памяти. Группа американских исследователей — математиков и биологов — представила технологию, которая позволяет искусственному интеллекту в автономном режиме проектировать ранее не существовавшие, но при этом полностью жизнеспособные бактериофаги. Результаты этого прорыва, опубликованные в престижном журнало Science, подтверждают: созданные алгоритмом вирусы способны успешно уничтожать патогенные штаммы кишечной палочки, которые оказались не под силу даже природным аналогам.
Речь идет о бактериофагах — уникальных природных хищниках микромира. Эти вирусы действуют с хирургической точностью: они атакуют исключительно бактериальные клетки, оставляя ткани человеческого организма нетронутыми. В эпоху, когда антибиотики стремительно теряют свою эффективность, фаговая терапия становится главным кандидатом на роль высокоточной альтернативы. Преимущество фагов очевидно: в отличие от агрессивной химиотерапии, они самоликвидируются сразу после того, как мишень — целевая бактерия — уничтожена.
Однако экспертное сообщество призывает к взвешенному оптимизму. Профессор Городского университета Гонконга Павел Лидский, специализирующийся на эволюционной биологии и вирусологии, в беседе с РБК подчеркнул, что это достижение — лишь важный шаг на пути к развитию синтетической биологии, а не создание жизни «из ничего». По его мнению, ученые пока не создали новый вид организма с чистого листа, а лишь модифицировали существующие возможности.
Лидский поясняет: современная наука уже достигла больших успехов в анализе природных систем — например, в предсказании структуры белков. Но проектирование целого генома — задача на порядок сложнее. Белки в клетке не работают как одиночные механизмы; они встроены в сложнейшую сеть взаимодействий с ДНК и другими компонентами. Именно здесь ИИ проявляет себя лучше всего, ведь он способен просчитать колоссальный объем межмолекулярных связей, который человеку просто не под силу охватить вручную.
Для фаговой терапии такая технология — настоящий спасательный круг. Сегодня биологи вынуждены искать нужные свойства в «природных библиотеках», что крайне трудоемко и не дает гарантий успеха. ИИ же расширяет границы поиска, предлагая новые комбинации генетических элементов. На фоне глобального кризиса антибиотикорезистентности это направление становится критически важным. Тем не менее, Лидский не исключает и рисков: возможны сбои в промышленных микромных структурах или непредсказуемая эволюция созданных фагов, хотя он и считает эти угрозы локальными.
Другой взгляд на технологию предлагает Петр Чумаков, член-корреспондент РАН и научный сотрудник Института молекулярной биологии им. В.А. Энгельгардта. Он поясняет механику процесса: ИИ анализирует закономерности генома и предлагает варианты, которые затем синтезируются и внедряются в бактерии, создавая практически новый штамм. При этом Чумаков отмечает, что подобные штаммы можно получать и традиционными методами, пусть и чуть медленнее, так как бактериофаги сами по себе склонны к быстрой мутации и адаптации.
Вопрос безопасности также остается предметом дискуссий. По мнению Чумакова, угроза создания вирусов, поражающих человека, существует сама по себе — пример пандемии COVID-19 доказал, что для создания патогена ИИ не требуется. В эпоху развитых технологий создание опасного штамма само по себе не является непреодолимой задачей.
Евгений Куликов, старший научный сотрудник лаборатории вирусов микроорганизмов ФИЦ «Биотехнологии», называет работу в Science «серьезным прорывом». Он подчеркивает ценность того, что ученым впервые удалось методами компьютерной инженерии создать минимальный, но жизнеспособный биологический объект. Хотя не факт, что такие фаги сохранят устойчивость при последующих поколениях, сам факт наличия работающей инфекции — это огромный шаг вперед. Однако Куликов предупреждает: польза и вред в генной инженерии неразрывны, и подобные технологии могут быть использованы для создания биологического оружия.
Профессор МГУ Алексей Аграновский добавляет в дискуссию практический аспект: даже имея идеальный фаг, остается проблема «доставки». Как заставить препарат попасть, например, в легкие при пневмонии? Если антибиотик можно принять внутрь или ввести внутривенно, то с фагами всё гораздо сложнее. И, как отмечает вирусолог, опасность технологии напрямую зависит от того, в чьи руки она попадет.
В сарае новый вирус с помощью ИИ не сваришь, но вопрос морального выбора разработчиков остается открытым.
На фоне этих дискуссий о будущем микромира, мир сталкивается и с вполне осязаемыми угрозами из прошлого. В начале августа в Нью-Йорке был обнаружен вирус Бурбон, переносчиком которого является обыкновенный клещ-звездочка. У этого вируса нет ни вакцины, ни специфического лечения. История знает случаи, когда зараженные этим вирусом люди погибали (первый случай был зафиксирован в Канзасе в 2014 году), и ученые из медицинского центра Стоуни-Брук опасаются, что расширение ареала клещей может превратить Бурбон в серьезную проблему для глобальной диагностики.
