🩠 Une IA conçoit 16 virus tueurs de bactĂ©ries

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Une intelligence artificielle a permis de concevoir des virus capables d’infecter 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 n’attaquent pas les cellules humaines : leur cible est une bactĂ©rie prĂ©cise. Lorsqu’un 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 l’intĂ©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 d’intelligence artificielle entraĂźnĂ©s sur des sĂ©quences gĂ©nĂ©tiques. Leur fonctionnement rappelle celui des modĂšles qui prĂ©disent la suite d’un texte. Ici, cependant, les Ă©lĂ©ments manipulĂ©s sont les lettres de l’ADN. L’objectif Ă©tait de produire des gĂ©nomes entiers ayant une organisation compatible avec celle d’un 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 s’ils pouvaient rĂ©ellement former des virus capables d’infecter des bactĂ©ries.

Seize candidats ont franchi cette étape.

Leur intĂ©rĂȘt ne vient pas seulement du fait qu’ils fonctionnent. Plusieurs possĂšdent des sĂ©quences gĂ©nĂ©tiques nettement diffĂ©rentes de celles du phage naturel ayant servi de rĂ©fĂ©rence. L’observation de l’un d’eux au microscope Ă©lectronique a aussi rĂ©vĂ©lĂ© l’utilisation d’une protĂ©ine d’emballage de l’ADN trĂšs diffĂ©rente de celle rencontrĂ©e chez ΊX174. L’IA n’a 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 d’E. coli devenues rĂ©sistantes Ă  ΊX174. Cette rĂ©sistance est un problĂšme courant : une bactĂ©rie peut Ă©voluer et ne plus ĂȘtre vulnĂ©rable au virus qui l’infectait auparavant.

L’intĂ©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  d’autres 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.