Per la prima volta dei virus progettati con l’intelligenza artificiale sono stati somministrati a un paziente con un’infezione batterica resistente agli antibiotici. È il risultato annunciato da Radical Numerics, che ha utilizzato il suo modello Omnii-1 per sviluppare batteriofagi capaci di eliminare in laboratorio i batteri responsabili dell’infezione. La tecnologia ha quindi superato i confini del laboratorio, ma manca ancora il dato decisivo: non sappiamo se il trattamento abbia funzionato sul paziente.
I batteriofagi, o più semplicemente fagi, sono virus che infettano i batteri. Da tempo vengono studiati per combattere le infezioni resistenti agli antibiotici, ma hanno un limite importante: un fago efficace contro un determinato ceppo batterico può essere del tutto inutile contro un altro. Individuare quello giusto può quindi richiedere molto tempo.
Radical Numerics sta cercando di superare questo ostacolo utilizzando l’IA per individuare e progettare fagi adatti a specifici batteri. Secondo l’azienda, alcuni dei virus sviluppati attraverso Omnii-1 sono stati ora utilizzati per un trattamento sperimentale su un essere umano.
Dal laboratorio al paziente
Il caso riguarda un paziente con un’infezione resistente agli antibiotici. I ricercatori hanno lavorato su un campione del batterio responsabile dell’infezione e preparato un cocktail contenente varianti di fagi progettate attraverso Omnii-1.
Nei test di laboratorio, secondo quanto pubblicato da Radical Numerics, il cocktail è riuscito a eliminare i batteri prelevati dal paziente. I fagi sono stati successivamente somministrati attraverso un percorso di uso compassionevole, che consente di impiegare trattamenti sperimentali in casi gravi quando non esistono alternative soddisfacenti.
Come riferito dal New York Times, i responsabili dell’azienda hanno dichiarato che il trattamento è stato autorizzato dalla FDA, l’autorità americana di controllo sui farmaci. Si tratta di un’autorizzazione per il singolo caso, non dell’approvazione della terapia per l’impiego generale.
Radical Numerics non ha comunicato l’esito del trattamento, spiegando che anche informazioni limitate sul decorso clinico potrebbero permettere di identificare il paziente. Non sappiamo quindi se l’infezione sia stata eliminata, se ci sia stato un miglioramento o se siano comparsi effetti indesiderati.
Il rapporto pubblicato dall’azienda è inoltre una research preview, non ancora sottoposta a revisione scientifica indipendente. Il risultato clinico resta dunque da verificare.
Come l’IA progetta i batteriofagi
La novità tecnologica riguarda la capacità di progettare virus che riconoscano determinati batteri. Omnii-1 è un modello di IA addestrato su sequenze genomiche e altri dati biologici, in grado di proporre modifiche al DNA dei fagi e prevederne le possibili interazioni con i batteri.
Per illustrare il funzionamento del sistema, Radical Numerics descrive alcuni esperimenti sul batteriofago T7, che infetta ceppi di Escherichia coli. Il modello interviene su una regione del genoma che determina le caratteristiche delle fibre utilizzate dal virus per riconoscere e agganciarsi al batterio.
L’obiettivo è modificare la capacità del fago di colpire determinati ceppi senza comprometterne il funzionamento. L’IA può quindi partire da un virus già conosciuto e proporre modifiche mirate, evitando di dover progettare ogni volta un intero genoma da zero.
I risultati sperimentali indicano che il metodo può essere efficace. In una serie di test, il 69,9% delle varianti progettate con Omnii-1 è stato recuperato in laboratorio, contro il 4,8% di quelle ottenute con modifiche casuali, a parità di intervallo di modifiche alla proteina. Si tratta di una misura sperimentale legata alla vitalità dei fagi, non della loro efficacia terapeutica.
Il sistema viene utilizzato anche per prevedere quali fagi abbiano maggiori probabilità di funzionare contro uno specifico batterio, riducendo così il numero di candidati da produrre e verificare in laboratorio.
Dai primi virus generati con l’IA a Omnii-1
La ricerca si inserisce in un percorso iniziato con i modelli genomici Evo 1 ed Evo 2. Nell’agosto scorso Macitynet aveva già raccontato la creazione dei primi virus sintetici progettati con l’intelligenza artificiale.
In quel lavoro, partendo dal batteriofago ΦX174, i ricercatori avevano generato nuovi genomi virali attraverso l’IA. Dopo la sintesi e i test di laboratorio, 16 delle varianti ottenute avevano dato origine a fagi funzionali, capaci di infettare il batterio bersaglio.
Alcuni ricercatori coinvolti nello sviluppo dei modelli Evo hanno successivamente fondato Radical Numerics. Con Omnii-1, l’azienda punta a utilizzare modelli di intelligenza artificiale capaci di interpretare dati biologici differenti, generare nuove sequenze genomiche e prevederne il comportamento.
La novità annunciata a ottobre è il passaggio dalla sperimentazione alla somministrazione a un paziente. Il lavoro, però, ha coinvolto anche altri soggetti. Secondo quanto emerso da una successiva inchiesta del New York Times, Tabula Bioscience ha avuto un ruolo importante nella preparazione del trattamento, inizialmente non menzionato nell’annuncio. Radical Numerics ha riconosciuto la collaborazione, spiegando che il rapporto contrattuale prevedeva vincoli di riservatezza.
La sfida è rendere la progettazione rapida e ripetibile
Il possibile vantaggio dell’intelligenza artificiale riguarda soprattutto i tempi e la possibilità di personalizzare i trattamenti. I batteriofagi sono molto selettivi: per ogni infezione può essere necessario individuare o sviluppare un virus diverso. La ricerca del candidato adatto richiede test e verifiche che possono rallentare l’impiego della terapia.
Un modello capace di prevedere l’interazione tra fago e batterio e proporre modifiche mirate potrebbe accelerare questo processo. L’obiettivo dichiarato da Radical Numerics è arrivare a una procedura ripetibile per progettare fagi contro le infezioni dei singoli pazienti.
Per ora la strada resta sperimentale. Serviranno risultati clinici, verifiche indipendenti e controlli sulla sicurezza prima di capire se questa tecnologia potrà essere utilizzata su scala più ampia.
Il passaggio annunciato da Radical Numerics segna comunque una nuova fase per l’IA applicata alla biologia: un virus progettato attraverso un modello generativo è arrivato fino alla somministrazione a un essere umano. La prossima prova sarà dimostrare che il metodo permette di curare le infezioni e non soltanto di eliminare i batteri nei test di laboratorio.
