Virología

¿Que será lo próximo que hagan los virus? Una IA da claves

Comprender cómo evolucionarán los virus permitirá prevenir las futuras pandemias.

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La IA puede señalar las debilidades de los virusFreepik

Todos los expertos concuerdan: habrá una próxima pandemia y comprender los virus es la clave para enfrentarnos a ella. En este panorama, la evolución de los virus es determinante, ya que afectará su capacidad de contagio y sus efectos en la salud humana. Pero es casi imposible saber cómo evolucionará un virus con solo observar su secuencia genética… a menos que contemos con una inteligencia artificial que lo haga por nosotros.

Los virus, en particular los virus de ARN como el SARS-CoV-2, evolucionan constantemente mediante la acumulación de nuevas mutaciones. Algunos de estos cambios son ventajosos para el virus, ya que le permiten saltarse el sistema inmune del huésped y cumplir su “función vital”: propagarse rápidamente.

Hasta ahora, las IAs más avanzadas pueden predecir qué mutaciones individuales en un virus serán más exitosas, pero esto es apenas un primer paso. Aún estamos muy lejos de poder pronosticar combinaciones de mutaciones o variantes que ocurrirán en el futuro.

Para conseguir esto, los modelos de IA requieren grandes cantidades de datos. En este sentido, la secuenciación del virus SARS-CoV-2, responsable de la COVID-19, ha permitido que los científicos cuenten con cerca de 17 millones de secuencias que pueden usar para entrenar sus modelos.

A esto hay que sumarle el desarrollo de herramientas de predicción de la estructura de proteínas basadas en IA, como AlphaFold de DeepMind y ESMFold de Meta. O la última de ellas, EVEscape creada por la Facultad de Medicina de Harvard y la Universidad de Oxford, un programa capaz de predecir cómo los virus podrían mutar para evadir el sistema inmunológico.

Para ello combina secuencias evolutivas, que muestran cómo evolucionaron virus similares en el pasado, con información biológica y estructural sobre el virus actual. La herramienta ya ha demostrado ser eficaz para predecir mutaciones significativas durante la pandemia de COVID-19 y ahora se está utilizando para pronosticar futuras variantes del SARS-CoV-2 y otros virus.

Estos modelos de IA analizan grandes cantidades de datos para predecir cómo se plegarán e interactuarán las proteínas, lo que ayuda a los científicos a pronosticar posibles mutaciones y sus impactos. Si bien aún no son perfectas, estas herramientas son un avance significativo en nuestra lucha contra la evolución de los virus.

Pero los modelos de IA que se utilizan para predecir la evolución viral tienen algunas limitaciones importantes. La primera de ellas es que, si bien pueden predecir los efectos de pequeños cambios en el genoma de un virus, les cuesta anticipar saltos evolutivos repentinos e importantes, como la variante ómicron del SARS-CoV-2, que tenía más de 50 mutaciones.

Otro problema es que solo pueden anticipar la evolución de virus que hayan analizado previamente y hay cientos, si no miles de virus aún desconocidos para los que es imposible crear una predicción fiable: una IA puede usar modelos de virus de la misma familia, pero no será lo mismo

Ahora mismo, los científicos se están centrando en desarrollar modelos de IA para comprender los saltos evolutivos de los virus y usar este conocimiento para desarrollar vacunas específicas. Lo que está claro es que cuanta más información tengan estos modelos, mejor podrán realizar su predicción. El problema es encontrar el equilibrio entre obtener la mayor información posible y dejar que el virus se convierta en pandémico antes de actuar.