Η τεχνητή νοημοσύνη (ΤΝ) έχει καταφέρει να σχεδιάσει πλήρη και λειτουργικά γονιδιώματα βακτηριοφάγων, προσφέροντας μια νέα προοπτική για τις θεραπείες κατά της ανθεκτικότητας στα αντιβιοτικά. Οι μοντέλα ΤΝ, Evo 1 και Evo 2, έχουν αποδείξει την ικανότητά τους να δημιουργούν γονιδιώματα που είναι λειτουργικά και εξελικτικά νέα.
Η διαδικασία σχεδίασης γονιδιωμάτων με τη βοήθεια της ΤΝ είναι περίπλοκη, καθώς απαιτεί την κατανόηση των αλληλεπιδράσεων μεταξύ πολλών γονιδίων και ρυθμιστικών στοιχείων. Ο Brian Hie, PhD, από το Πανεπιστήμιο Stanford, τονίζει ότι για να επιτευχθούν πιο σύνθετες βιολογικές λειτουργίες, πρέπει να ξεφύγουμε από τη σχεδίαση μεμονωμένων γονιδίων και να προχωρήσουμε σε ολόκληρα γονιδιώματα.
Η νέα αυτή προσέγγιση έχει ήδη αποδώσει καρπούς, καθώς οι ερευνητές έχουν σχεδιάσει 16 πλήρη γονιδιώματα βακτηριοφάγων που προσφέρουν μια ελπιδοφόρα λύση για τις λοιμώξεις που προκαλούνται από ανθεκτικά βακτήρια. Αυτή η εργασία έχει δημοσιευτεί ως προδημοσίευση στο bioRxiv και αναμένεται να υποβληθεί σε peer review.
Η χρήση του ιστορικού βακτηριοφάγου ΦΧ174 ως πρότυπο για το σχεδιασμό των νέων γονιδιωμάτων προσφέρει μια μοναδική ευκαιρία να επαναστατήσει η παραδοσιακή φάγος θεραπεία. Ο βακτηριοφάγος ΦΧ174, ο πρώτος που αλληλουχήθηκε πλήρως, έχει μια πλούσια ιστορία και μπορεί να χρησιμεύσει ως μοντέλο για μελλοντικές μελέτες.
Η παραδοσιακή φάγος θεραπεία περιορίζεται στη μηχανική των φυσικών φάγων και απαιτεί βαθιά κατανόηση των συστημάτων. Αντίθετα, η προσέγγιση με την ΤΝ επιτρέπει την σχεδίαση φάγων που δεν περιορίζονται από τη φυσική εξέλιξη, ανοίγοντας νέες δυνατότητες.
Από περίπου 300 σχεδιασμούς που δοκιμάστηκαν πειραματικά, 16 βακτηριοφάγοι αποδείχθηκαν βιώσιμοι και παρουσίασαν σημαντική εξελικτική ποικιλία. Αυτοί οι φάγοι έχουν τη δυνατότητα να ξεπεράσουν την αντοχή των βακτηρίων, προσφέροντας μια ελπιδοφόρα στρατηγική για την καταπολέμηση της πολυανθεκτικότητας.
Η έρευνα συνεχίζεται με στόχο τη σχεδίαση μεγαλύτερων γονιδιωμάτων φάγων, που θα προσφέρουν περισσότερη ευελιξία και δυνατότητες σχεδίασης. Οι ερευνητές ελπίζουν ότι αυτές οι εξελίξεις θα συμβάλλουν στην καταπολέμηση των πολυανθεκτικών βακτηρίων που επηρεάζουν σημαντικά την αγροτική παραγωγή παγκοσμίως.
