Une intelligence artificielle a permis de concevoir des virus capables dâinfecter des bactĂ©ries et de se multiplier. Parmi prĂšs de 300 gĂ©nomes fabriquĂ©s puis testĂ©s, 16 ont donnĂ© des virus fonctionnels. Plusieurs se sont mĂȘme montrĂ©s plus efficaces que leur modĂšle naturel dans certaines expĂ©riences sur des bactĂ©ries Escherichia coli.
Ces virus sont des bactĂ©riophages, souvent appelĂ©s simplement phages. Ils nâattaquent pas les cellules humaines : leur cible est une bactĂ©rie prĂ©cise. Lorsquâun phage infecte sa cible, il utilise sa machinerie pour fabriquer de nouvelles particules virales. La bactĂ©rie finit gĂ©nĂ©ralement dĂ©truite, ce qui explique lâintĂ©rĂȘt mĂ©dical de ces virus contre certaines infections bactĂ©riennes.

Représentation d'un phage fixé sur une bactérie.
© Adrien Bernheim
Pour cette expĂ©rience, Samuel King et ses collĂšgues ont utilisĂ© Evo 1 et Evo 2, des modĂšles dâintelligence artificielle entraĂźnĂ©s sur des sĂ©quences gĂ©nĂ©tiques. Leur fonctionnement rappelle celui des modĂšles qui prĂ©disent la suite dâun texte. Ici, cependant, les Ă©lĂ©ments manipulĂ©s sont les lettres de lâADN. Lâobjectif Ă©tait de produire des gĂ©nomes entiers ayant une organisation compatible avec celle dâun virus fonctionnel.
Le point de dĂ©part Ă©tait ΊX174, un petit phage naturel bien connu qui infecte E. coli. Les modĂšles ont gĂ©nĂ©rĂ© de nombreuses variantes de son gĂ©nome. Les scientifiques ont ensuite retenu des candidats pour les fabriquer et vĂ©rifier expĂ©rimentalement sâils pouvaient rĂ©ellement former des virus capables dâinfecter des bactĂ©ries.
Seize candidats ont franchi cette étape.
Leur intĂ©rĂȘt ne vient pas seulement du fait quâils fonctionnent. Plusieurs possĂšdent des sĂ©quences gĂ©nĂ©tiques nettement diffĂ©rentes de celles du phage naturel ayant servi de rĂ©fĂ©rence. Lâobservation de lâun dâeux au microscope Ă©lectronique a aussi rĂ©vĂ©lĂ© lâutilisation dâune protĂ©ine dâemballage de lâADN trĂšs diffĂ©rente de celle rencontrĂ©e chez ΊX174. LâIA nâa donc pas simplement reproduit le virus de dĂ©part.
Les scientifiques ont ensuite confrontĂ© certains phages gĂ©nĂ©rĂ©s Ă leur modĂšle naturel. Plusieurs se sont multipliĂ©s plus efficacement dans les expĂ©riences de compĂ©tition ou ont dĂ©truit les bactĂ©ries plus rapidement. Un mĂ©lange de phages conçus par IA a Ă©galement rĂ©ussi Ă attaquer trois souches dâE. coli devenues rĂ©sistantes à ΊX174. Cette rĂ©sistance est un problĂšme courant : une bactĂ©rie peut Ă©voluer et ne plus ĂȘtre vulnĂ©rable au virus qui lâinfectait auparavant.
LâintĂ©rĂȘt envisagĂ© concerne notamment la phagothĂ©rapie, qui consiste Ă employer des phages pour combattre des bactĂ©ries pathogĂšnes. Cette approche est Ă©tudiĂ©e comme complĂ©ment possible aux antibiotiques, notamment lorsque des bactĂ©ries deviennent rĂ©sistantes aux mĂ©dicaments.
La prochaine question sera de savoir si cette mĂ©thode peut ĂȘtre Ă©tendue Ă dâautres familles de phages et Ă des cibles bactĂ©riennes mĂ©dicalement pertinentes. Les auteurs prĂ©sentent surtout leur travail comme une dĂ©monstration : un modĂšle gĂ©nĂ©ratif peut dĂ©sormais proposer un gĂ©nome viral entier, puis produire parmi ses crĂ©ations des virus rĂ©ellement fonctionnels aprĂšs validation en laboratoire.