Des chercheurs américains sont parvenus, pour la première fois, à utiliser une intelligence artificielle générative pour concevoir des génomes complets donnant naissance à 16 virus synthétiques capables d'infecter exclusivement des bactéries. Cette avancée, rapportée par la BBC, pourrait marquer un tournant dans la biologie de synthèse et ouvrir de nouvelles voies pour lutter contre les infections bactériennes résistantes aux antibiotiques.
Une première mondiale dans la conception de virus par IA
Jusqu'à présent, l'IA avait été employée pour accélérer la découverte de nouveaux antibiotiques, mais concevoir un virus viable constitue un défi d'une tout autre ampleur. « Il s'agit d'une nouvelle étape dans le degré de complexité accessible à l'IA générative (…). Nous explorions là un territoire inédit », souligne Brian Hie, professeur adjoint à l'université de Stanford, interrogé par la chaîne britannique.
Les modèles d'IA à l'origine des nouveaux génomes viraux, baptisés Evo1 et Evo2, ont été entraînés à partir de données génétiques provenant de 2 millions de bactériophages. Ces virus, qui n'infectent que les bactéries sans toucher les cellules humaines, sont déjà utilisés pour traiter certaines infections résistantes aux antibiotiques.
16 virus viables sur 302 génomes générés
Concrètement, l'IA a généré des milliers de génomes potentiels. Les chercheurs en ont retenu 302, avant de les synthétiser en laboratoire. Introduits dans des bactéries, ces génomes ont produit de nouveaux bactériophages. Finalement, 16 se sont révélés viables et capables d'éliminer des bactéries E. coli devenues résistantes aux bactériophages naturels. Selon la BBC, lorsque les premières zones claires, signe que les virus détruisaient les bactéries, sont apparues sur les boîtes de Petri, l'équipe a laissé éclater sa joie et quelques applaudissements.
Un génome très réduit pour des virus sans danger
Les chercheurs estiment que cette capacité à concevoir rapidement de nouveaux génomes adaptés à des bactéries spécifiques pourrait transformer la phagothérapie – l'injection de virus capables de venir à bout des bactéries résistantes – et enrichir les outils thérapeutiques disponibles. Mais cette réussite reste encadrée : les virus créés ne présentent aucune menace pour l'être humain. Leur génome est extrêmement réduit : environ 5 400 paires de bases, contre près de 500 000 pour la plus petite cellule vivante et trois milliards pour le génome humain, rappelle la BBC.
Des inquiétudes en matière de biosécurité
Cependant, des inquiétudes persistent. Une IA entraînée sur le code génétique de bactéries dangereuses pourrait, par exemple, servir à concevoir des virus encore plus virulents. Les scientifiques à l'origine de cette innovation ont eux-mêmes reconnu dans un article de la revue Science que leurs travaux soulevaient d'« importantes questions urgentes en matière de biosécurité » et ont exhorté les autres chercheurs qui conçoivent des génomes entiers à « consulter des professionnels de la sécurité tout au long du projet ».
Dans les colonnes de L'Express, Aurélia Nguyen, experte au sein de la Cepi (Coalition pour les innovations en matière de préparation aux épidémies), rappelait il y a quelques mois que l'IA pourrait, en théorie, être détournée : « Ce qui permet de neutraliser un agent microbien pourrait, entre de mauvaises mains, servir à en concevoir un. [...] Les avancées de l'IA s'accélèrent à un rythme tel que nous devons nous y préparer dès maintenant », soulignait-elle, tout en précisant que la création délibérée d'un virus dangereux est interdite et demeure aujourd'hui hypothétique.
Ce que change réellement l'IA en biologie
Ce que change réellement l'IA, expliquait-elle encore, c'est la vitesse d'analyse des génomes et la capacité à tester un très grand nombre de séquences, une révolution notamment pour le développement de vaccins. Cette première mondiale illustre toute l'ambivalence de l'intelligence artificielle appliquée à la biologie : une technologie capable de faire émerger de nouveaux traitements contre les bactéries résistantes, mais qui oblige également les scientifiques à réfléchir dès aujourd'hui aux garde-fous nécessaires pour éviter tout usage malveillant.
