Des phages conçus par IA infectent des bactéries lors d’un premier test en laboratoire

Dans une boîte de laboratoire, un ensemble d’instructions génétiques généré par ordinateur produit un virus fonctionnel — ou échoue. Ici, 16 des 285 génomes conçus par IA ont passé ce test, en produisant des bactériophages — des virus qui infectent les bactéries — capables d’infecter E. coli. Les virus ont été fabriqués de toutes pièces après que l’IA a conçu de nouvelles versions du petit phage ΦX174, bien étudié.

Les chercheurs ont utilisé Evo 1 et Evo 2, des modèles entraînés sur plus de 2 millions de génomes de phages. À l’image d’un modèle linguistique qui apprend les motifs présents dans les phrases, ces systèmes ont appris les motifs des séquences d’ADN. Mais la tâche était plus exigeante que la modification de simples « lettres » génétiques : chaque génome devait coordonner la reconnaissance de la bactérie, la prise de contrôle de la machinerie cellulaire, la production de protéines et l’assemblage de nouvelles particules virales.

L’expérience est restée cantonnée à un système relativement simple. ΦX174 possède environ 5 400 lettres d’ADN et contient les instructions nécessaires à la fabrication de seulement 11 protéines ; il infecte une souche d’E. coli qui n’est pas associée à des maladies. Certaines conceptions fonctionnelles se comportaient globalement comme le phage d’origine, même si leurs séquences d’ADN différaient sensiblement. Dans un cas, une combinaison d’éléments génétiques qui échouait dans le génome d’origine fonctionnait dans le génome modifié.

L’équipe a également cherché à déterminer si les nouveaux phages pouvaient contribuer à lutter contre la résistance. Exposés à une variante d’E. coli résistante au phage d’origine, les virus générés par IA ont fourni une vaste population de départ. Après plusieurs cycles d’exposition, des phages hybrides sont apparus, capables d’infecter les bactéries auparavant résistantes. L’IA n’a pas conçu directement ces virus finaux ; elle a offert à l’évolution davantage de combinaisons à explorer.

Et concrètement ? Ces travaux ouvrent la voie à une méthode permettant de rechercher des phages adaptés aux bactéries résistantes aux médicaments, un processus qui dépend actuellement de la découverte du virus correspondant à l’infection ciblée. Mais il s’agit encore d’une démonstration en laboratoire, et non d’un traitement destiné aux patients. Les phages devraient être testés contre des bactéries responsables de maladies humaines, produits selon des normes pharmaceutiques et évalués au regard de questions complexes liées aux traitements personnalisés. La prochaine difficulté consistera à déterminer si cette approche peut fonctionner de manière fiable avec des génomes de phages plus grands et plus complexes.