В мире современной медицины назревает технологическая революция, способная переломить ход борьбы с «супербактериями». Группа американских исследователей — математиков и биологов — представила разработку, которая звучит как сюжет из научной фантастики: систему искусственного интеллекта, способную в автономном режиме проектировать абсолютно новые, ранее не существовавшие в природе, но при этом полностью жизнеспособные бактериофаги. Результаты этого эксперимента, опубликованные в престижном журнале Science, подтвердили: созданные алгоритмом вирусы успешно справились с патогенным штаммом кишечной палочки, который оказался не под силу даже природным аналогам.
Для тех, кто не знаком с биологической терминологией, поясним: бактериофаги — это природные «киллеры» бактерий. Эти вирусы действуют с хирургическим точностью, поражая исключительно бактериальные клетки и не представляя никакой угрозы для тканей человека. В эпоху, когда привычные антибиотики стремительно теряют свою эффективность, фаготерапия рассматривается как идеальная альтернатива. У неё есть важнейшее преимущество перед химией: после того как цель уничтожена, бактериофаги просто самоликвидируются.
Однако, несмотря на технологический триумф, научное сообщество настроено сдержанно. Профессор Городского университета Гонконга Павел Лидский, эксперт в области эволюционной биологии и вирусологии, в беседе с РБК предостерегает от излишнего восторга. По его мнению, ученые пока не создали жизнь «с чистого листа» и не синтезировали принципиально новый вид. Современная наука уже научилась мастерски расшифровывать природные коды — например, предсказывать структуру белка — но проектирование целого генома — задача на порядок более сложной сложности.
«Белки внутри клетки не работают в вакууме. Они находятся в постоянном диалоге с ДНК и другими компонентами системы. Недостаточно просто собрать правильный набор генов — нужно, чтобы весь геном функционировал как единый, слаженный механизм», — поясняет Лидский.
Именно здесь ИИ становится незаменимым союзником: его вычислительная мощность позволяет анализировать колоссальные объемы межмолекулярных взаимодействий, которые человеческий разум просто не в состоянии охватить «вручную».
Для фаготерапии такая технология — настоящий спасательный круг. Сегодня биологи вынуждены полагаться на «природные библиотеки», занимаясь трудоемким поиском подходящего фага среди существующих видов. ИИ же позволяет расширить границы поиска, предлагая комбинации генетических элементов, которых никогда не было в природе. И это критически важно на фоне глобального кризиса антибиотикорезистентности.
Тем неправда, что у этой медали нет обратной стороны. Профессор Лидский указывает на потенциальные риски: от нарушения баланса в микробных экосистемах до неконтролируемой эволюции созданных вирусов. Впрочем, он полагает, что масштаб вреда может быть лишь локальным.
Другой взгляд на проблему предлагает Петр Чумаков, член-корреспондент РАН и научный сотрудник Института молекулярной биологии им. В.А. Энгельгардта. Он отмечает, что работа ИИ заключается в анализе закономерностей генома для предложения вариантов, которые затем синтезируются и внедряются в бактерии, создавая практически новый штамм. При этом Чумаков подчеркивает, что подобные штаммы можно получать и традиционными методами, пусть и чуть медленнее, используя естественную способность фагов к мутации и адаптации.
Говоря о безопасности, Чумаков более категоричен: реальная опасность кроется не в бактериофагах, а в вирусах, способных поражать человека. И пример пандемии COVID-19 наглядно показал, что для создания патогена не нужен продвинутый ИИ — достаточно имеющихся технологий. В современном мире создание опасного штамма уже не является неразрешимой задаку.
Евгений Куликов, специалист из ФИЦ «Биотехнологии», называет публикацию в Science «серьезным прорывом». Для него ценность системы в том, что человечество впервые получает инструмент компьютерной инженерии для создания минимального, но живого биологического объекта. Однако он также предупреждает:
«польза и вред в этой технологии всегда идут рука об руку».
Как и любая генная инженерия, этот инструмент может быть использован во вред, превратившись в средство создания биологического оружия.
Добавляя важный практический аспект, профессор МГУ Алексей Аграновский напоминает о проблеме «доставки». Даже если мы создадим идеальный фаг, как доставить его, например, в легкие при тяжелой пневмонии? Если антибиотик можно принять в таблетке или сделать укол, то с фагами всё гораздо сложнее. И, конечно, безопасность технологии зависит исключительно от морального выбора тех, кто стоит у истоков разработок.
На фоне этих дискуссий мир напоминает о том, насколько хрупкой может быть биологическая безопасность. В начале августа в Нью-Йорке был обнаружен вирус Бурбон, переносимый клещами. У него нет ни вакцины, ни специфического лечения, а его распространение может серьезно осложнить диагностику в ближайшие годы. История знает немало случаев, когда новые инфекции становились фатальными, и технологический прогресс в создании новых вирусов лишь добавляет новых переменных в эту и без того сложную картину мира.
