الذكاء الاصطناعي يصمم فيروسات قاتلة للبكتيريا المقاومة للمضادات الحيوية

توصل فريق بحثي من جامعة ستانفورد ومعهد آرك إلى استخدام نظام ذكاء اصطناعي لتوليد جينومات فيروسية جديدة بالكامل، ثم تحويل بعضها إلى فيروسات حية قادرة على إصابة وقتل بكتيريا الإشريكية القولونية.

ويعد هذا الإنجاز الأول من نوعه الذي يحول تعليمات رقمية إلى كائنات حية قابلة للعمل داخل المختبر، مع ما يترتب على ذلك من فرص علاجية ومخاطر أخلاقية وتنظيمية جامحة.

أطلق الباحثون على النظام اسم Evo، وهو نموذج مولد قادر على ابتكار مخططات جينية عبر تعلم نماذج تشابه عمل نماذج المحادثة، وقد أنتج Evo ثلاثمئة واثنين مخططًا جينيًا لفيروس صغير معروف باسم phiX174.

وتم تصنيع ستة عشر نسخة منها فعليًا في المختبر، واعتمدت التجربة على قدرة النموذج على اقتراح تسلسلات منقحة ثم اختبارها بيولوجيًا، وأظهرت النتائج أن مجموعة من التصميمات الرقمية تحولت إلى فيروسات نشطة قادرة على إصابة الخلايا البكتيرية.

فيروسات مصممة

الفريق أبرز أن الفيروسات المصممة ركّزت على استهداف بكتيريا معينة دون الإضرار بخلايا الثدييات، كما وصف الباحثون العملية بأنها مشاهدة "تحول الكود الرقمي إلى كيان بيولوجي" حسب تصريح برايان هاي المسؤول عن البحث.

وأوضح أن التكنولوجيا تسرع دورة التجربة والخطأ في الهندسة الوراثية، إذ يمكن للنظام أن يولد آلاف التصميمات المحتملة في وقت قصير مقارنة بالطرق التقليدية.

النتيجة العلمية تعني أن علاج العدوى المقاومة للمضادات الحيوية قد يدخل مرحلة جديدة، فبدل الاعتماد على جزيئات كيميائية عامة يمكن تصميم فيروسات بكتيرية توجه مهاجمتها لنسخ محددة من البكتيريا الممرضة، وهذا يمنح دقة أعلى في القضاء على مسببات الأمراض، كما يفتح المجال أمام نقل جيني دقيق لعلاج اضطرابات وراثية عبر ناقلات مُحسّنة، وتجارب أولية تشير إلى فعالية في تقليل أعداد البكتيريا في عينات مخبرية.

فوائد محتملة

من الفوائد المتوقعة اختصار زمن تطوير علاجات بديلة للمضادات الحيوية، والتقليل من الأثر الجانبي على ميكروبات الجسم النافعة، كما يمكن أن تستفيد الزراعة والطب البيطري من فيروسات موجهة تقلل من استخدام المضادات في تربية الحيوانات.

ويُنظر إلى هذا المسار كحل واعد لمعضلة مقاومة المضادات التي تقتل مئات الآلاف سنويًا، إذ تسمح الهندسة القائمة على الذكاء الاصطناعي بتصميم محاربين بيولوجيين موجهين بسرعة وكفاءة.

ومع ذلك، يرى بعض العلماء أن التقنية قد تسهل أيضًا تطوير ناقلات أفضل للعلاج الجيني، بما يخفف العوائق التقنية أمام علاج أمراض وراثية نادرة، ويحفز شركات الأدوية على استثمار موارد أكبر في منصات تصميم سريعة تعتمد الذكاء الاصطناعي، وما يوفره Evo من قدرة على إنتاج مكتبات وراثية ضخمة قد يسرع الابتكار إن رافقته ضوابط أمنية صارمة.

مخاطر متوقعة

المخاوف لا تقل حدة عن الفوائد، فقد حذر رواد علم الأحياء التركيبية مثل جي. كريغ فنتر من أن هذه الأدوات تمثل "نسخة أسرع من التجربة والخطأ"، وأن إمكانية إساءة الاستخدام موجودة إن ما وقع الوصول إلى تقنيات التصميم في أيدي غير مسؤولين، ويرتبط الخطر بإمكانية توجيه الأنظمة نحو تصميم فيروسات مصممة لإيذاء الإنسان أو استهداف نظم إيكولوجية حيوية، مما يستدعي نقاشًا فوريًا حول الضوابط.

الجامعة والمعهد أعلنا أن التدريب الحالي للنظام قُيّد على فيروسات غير ضارة للإنسان، لكن البنية الأساسية للخوارزمية تقنيًا قابلة للتعميم إذا أُعيد توجيهها، وهذا ما يضع المسؤولية على أصحاب القرار العلمي والتنظيمي في سنّ قواعد صارمة للتحكم في من يمكنه الوصول إلى النماذج وبيانات تصنيع الكائنات الحية، ويطالب المجتمع العلمي بتحديث إرشادات السلامة البيولوجية وفرض مراجعات أخلاقية قبل أي عملية تصنيع خارج نطاق المراكز المنضبطة.

التوازن بين الابتكار والرقابة سيحدد مسار هذه التكنولوجيا، فإما أن تفتح الطريق لعلاجات مخصصة تنقذ حياة الآلاف سنويًا، وإما أن تطلق أدوات قد تُستخدم لإنتاج عوامل بيولوجية خطرة، والقرار الآن بيد الباحثين والهيئات التنظيمية والحكومات في صياغة سياسات تمنع الوصول غير المصرح به دون خنق التطور العلمي المنتج.

البحث الحالي يمثل نقطة تحول، وهو ما يجعل الحوار حول الأطر القانونية والأخلاقية والعملية أمرًا عاجلًا، ويجب أن يتضمن اشتراطات للأمن الرقمي والبيولوجي، وتنظيمات لمشاركة النتائج، ومعايير صارمة لتجارب التصنيع، بالإضافة إلى برامج توعية واستثمارات في بنية تحتية لمراقبة ومنع إساءة الاستخدام، وإلا فإن التقدم العلمي قد يأتي بثمن يفوق منافعه.