🧬 Esta IA biológica acelera a seleção natural

Pesquisadores australianos desenvolveram uma forma de inteligência artificial biológica, um sistema capaz de acelerar a evolução molecular diretamente em células vivas. Este avanço, chamado PROTEUS, abre perspectivas inéditas para a medicina personalizada e terapias gênicas.

Diferentemente dos métodos tradicionais limitados a bactérias, o PROTEUS opera em células de mamíferos, reproduzindo em semanas um processo que levaria muito mais tempo na natureza. Este "motor de evolução" direcionado permite projetar moléculas sob medida, adaptadas a desafios biológicos.

PROTEUS: um acelerador de evolução celular

O sistema se baseia na evolução dirigida, técnica premiada com um Nobel em 2018. O PROTEUS retoma esse princípio enquanto supera as limitações dos modelos bacterianos. Células de mamíferos oferecem um ambiente mais próximo do humano, essencial para aplicações médicas.

Para evitar vieses, os cientistas usaram partículas virais quiméricas. Essa combinação de dois vírus distintos garante a estabilidade do sistema. As células testam milhões de variantes moleculares, selecionando as mais eficazes.

Os resultados, publicados na Nature Communications, mostram que o PROTEUS pode aprimorar mecanismos biológicos conhecidos. Por exemplo, gerou uma versão melhorada da proteína rtTA, aumentando sua sensibilidade a um medicamento em 6 vezes. Essas otimizações ilustram seu potencial para refinar ferramentas terapêuticas.

Aplicações: da edição genética à detecção de câncer

O PROTEUS já produziu nanocorpos capazes de identificar danos no DNA, um marcador-chave do câncer. Uma mutação específica (S26P) aumentou sua precisão no núcleo celular, como revelam testes com agentes quimioterápicos.

O sistema também pode aprimorar CRISPR ou vacinas de mRNA. Ao ajustar moléculas terapêuticas diretamente em células humanas, evita armadilhas de modelos simplificados. Seu caráter open source incentiva ampla adoção pela comunidade científica.

Os pesquisadores agora exploram sua adaptação a outros tipos celulares. A longo prazo, o PROTEUS poderá direcionar tecidos ou doenças específicas, combinando velocidade e relevância fisiológica.

Para saber mais: o que é evolução dirigida?

A evolução dirigida reproduz em laboratório os mecanismos-chave da seleção natural – mutações aleatórias e pressão seletiva – mas de forma acelerada e direcionada. Diferente da evolução natural que opera em escalas geológicas, essa técnica obtém biomoléculas otimizadas em semanas. Pesquisadores podem assim "evoluir" enzimas, anticorpos ou outras proteínas para lhes dar propriedades específicas.

Essa abordagem foi transformada pelos trabalhos de Frances Arnold, premiada com o Nobel de Química em 2018. Sua equipe demonstrou que é possível guiar a evolução de proteínas para obter enzimas industriais mais estáveis ou ativas. Hoje, a evolução dirigida é usada para desenvolver biocombustíveis, detergentes ecológicos ou medicamentos mais eficazes.

A grande inovação do PROTEUS está em sua aplicação a células de mamíferos, ambiente muito mais complexo que bactérias tradicionalmente usadas. O sistema pode assim produzir moléculas perfeitamente adaptadas ao corpo humano. Esse avanço abre caminho para terapias mais precisas e ferramentas de diagnóstico mais confiáveis.