Una pietra miliare nella biotecnologia. Ricercatori della Stanford University e dell'Arc Institute hanno utilizzato modelli di IA generativa per progettare da zero 16 virus funzionali in grado di distruggere batteri resistenti agli antibiotici. Pubblicato sulla rivista Science, questo progresso promette di rivoluzionare la medicina, sebbene sollevi dibattiti cruciali sulla biosicurezza globale.

Un cambio di paradigma nella biologia sintetica

Il 6 e 7 agosto 2026, la comunità scientifica ha celebrato un progresso senza precedenti. Un team di ricercatori della Stanford University e dell'Arc Institute di Palo Alto, California, è riuscito a progettare e sintetizzare in laboratorio 16 virus completamente nuovi, creati interamente tramite intelligenza artificiale. I risultati dello studio, pubblicati sulla prestigiosa rivista Science, dimostrano per la prima volta nella storia che l'IA generativa può redigere genomi completi, funzionali e capaci di replicarsi con successo.

Per comprendere la portata di questo risultato, è fondamentale capire cosa sono gli organismi creati: si tratta di batteriofagi (o fagi), un tipo di virus programmato esclusivamente per infettare ed eliminare batteri specifici. In questo caso, il bersaglio è stato il batterio Escherichia coli (E. coli). Essendo progettati con questo scopo, non hanno alcuna capacità di danneggiare le cellule umane o causare malattie nelle persone, rendendoli uno strumento terapeutico estremamente sicuro e promettente.

Il 'linguaggio della vita': come funziona l'IA che scrive il DNA

Per ottenere questo risultato, il team guidato dal professor Brian Hie e dal ricercatore Samuel King ha sviluppato e utilizzato i modelli di linguaggio genomico Evo 1 e Evo 2. Questi strumenti computazionali funzionano in modo analogo ai grandi modelli di testo come ChatGPT: invece di prevedere parole o frasi, prevedono le sequenze corrette del codice genetico (le basi nucleotidiche del DNA).

Contesto aggiuntivo: Il DNA è composto da una serie di elementi chimici chiamati nucleotidi, ordinati come le lettere di un alfabeto di quattro: A, C, G e T. I modelli Evo sono stati addestrati con un database massiccio che includeva milioni di genomi di virus, batteri, piante ed esseri umani, coprendo circa nove trilioni di nucleotidi per apprendere le regole evolutive senza che nessuno le spiegasse esplicitamente.

Prendendo come modello di progettazione il batteriofago naturale Phi X-174 (il cui genoma conta circa 5.400 lettere di DNA e infetta solo l'E. coli), l'IA ha generato 700.000 versioni potenziali di virus. Gli scienziati hanno utilizzato un quadro computazionale di valutazione per selezionare circa 302 progetti promettenti, li hanno sintetizzati chimicamente in laboratorio e li hanno posti in piastre di coltura con batteri.

Un momento magico in laboratorio

Il risultato è stato descritto come emozionante dal team stesso. Nelle piastre di Petri sono apparse zone chiare all'interno della pellicola torbida di microbi, il segnale rivelatore che i virus artificiali si moltiplicavano e facevano scoppiare le cellule batteriche dall'interno. In totale, 16 dei genomi prodotti hanno generato virus vitali e nuovi, e alcuni si sono persino moltiplicati più velocemente dell'originale.

Quando sono stati condivisi i risultati, Samuel King ha raccontato che la stanza è esplosa spontaneamente in applausi. La scoperta ha un impatto diretto nella lotta contro la resistenza agli antibiotici, una delle maggiori minacce per la salute pubblica mondiale. Nei test, un 'cocktail' combinato con i 16 fagi creati dall'IA è riuscito a superare rapidamente l'immunità dei ceppi di E. coli che erano già diventati resistenti ai batteriofagi naturali. Questo dimostra che l'IA può generare terapie biologiche adattative per neutralizzare i patogeni mentre evolvono.

Biosicurezza e futuro della genomica

Nonostante l'entusiasmo per le sue applicazioni terapeutiche nello sviluppo di farmaci, enzimi e immunoterapie, lo studio ha riacceso gli allarmi sulla biosicurezza. Specialisti del Centro per la Sicurezza Sanitaria della Johns Hopkins University, Thomas Inglesby e Moritz Hanke, hanno avvertito nella stessa pubblicazione di Science che la capacità di progettare genomi virali completi richiede l'istituzione di controlli rigorosi. Esiste già la capacità di creare genomi virali tramite IA generativa; ciò che non esiste è la governance necessaria per utilizzarla in modo sicuro, hanno sottolineato.

Il 28 luglio 2026, il governo degli Stati Uniti aveva pubblicato una politica per frenare la ricerca biologica a più alto rischio, vietando il finanziamento di esperimenti di 'gain of function'. Tuttavia, la ricerca puramente computazionale, come la generazione di DNA con IA, non è vietata a meno che non comporti la produzione di un agente patogeno. Esperti come Patrick Cai, biologo sintetico dell'Università di Manchester, hanno definito lo studio una pietra miliare importante che suggerisce che i modelli di linguaggio genomico stanno iniziando ad apprendere i principi di progettazione codificati dall'evoluzione, aprendo la porta alla scrittura di genomi assistita dall'IA per il bene dell'umanità.

Fonti consultate: