Selon l’OMS, une infection bactérienne confirmée en laboratoire sur six était résistante aux antibiotiques dans le monde en 2023. Face à des microbes qui évoluent parfois plus vite que les traitements, les scientifiques cherchent de nouvelles armes. Une étude publiée dans la revue Science montre que l’intelligence artificielle pourrait y contribuer en concevant de nouveaux génomes viraux.  

Une IA qui apprend le « langage » de l’ADN

Les chercheurs ont utilisé Evo 1 et Evo 2, des modèles de langage génomique capables de repérer les règles qui organisent l'ADN. Leur fonctionnement rappelle celui d'une IA générative qui apprend à construire des phrases. Ici, les mots sont remplacés par les quatre lettres de l'ADN et le texte à produire correspond au génome d'un virus entier.

L'équipe a pris pour modèle ΦX174, un bactériophage étudié depuis près d'un siècle. Composé de seulement 5 386 nucléotides et de 11 gènes, il infecte certaines souches de la bactérie Escherichia coli. Les bactériophages ciblent les bactéries et non les cellules humaines.

L'IA a imaginé des milliers de génomes inspirés de ΦX174. Les scientifiques en ont sélectionné 285, puis les ont fabriqués en laboratoire pour vérifier s'ils pouvaient réellement fonctionner. Seize ont donné naissance à des bactériophages capables de se multiplier et de détruire les bactéries ciblées.

Ces créations ne sont pas de simples copies. Elles diffèrent des virus naturels connus par leur longueur et par des dizaines, voire des centaines de mutations. Certaines de ces modifications n'avaient jamais été observées dans les séquences répertoriées.

« Nous avons appris à lire l'ADN, puis à l'écrire, et maintenant à le concevoir », résument Samuel King et Brian Hie, deux des auteurs de l'étude.

Des virus artificiels contre les bactéries résistantes

Les chercheurs ont également voulu savoir si leurs phages pouvaient venir à bout de bactéries devenues résistantes au virus naturel ΦX174.

Ils ont donc mélangé plusieurs phages conçus par l'IA, puis les ont confrontés à trois souches d'E. coli résistantes. Après un à cinq cycles d'infection, ce cocktail est parvenu à les attaquer, alors qu'un mélange comparable de phages naturels a échoué. Au cours de l'expérience, certains virus ont combiné des fragments provenant de plusieurs génomes imaginés par l'IA. Ces nouvelles associations leur auraient donné davantage de possibilités pour contourner les défenses des bactéries. 

À terme, la méthode pourrait aider à créer plus rapidement des traitements utilisant des virus pour éliminer certaines bactéries résistantes aux antibiotiques. Mais il ne s'agit pas encore d'un médicament : les essais ont uniquement porté sur des bactéries non pathogènes en laboratoire.

Jusqu’où laisser l’IA concevoir le vivant ?

Les chercheurs ont exclu de l'entraînement d'Evo 2 les virus infectant les cellules animales ou végétales. Parmi les bactéries testées, les 16 phages n'ont infecté qu'E. coli C et une souche proche. Les expériences ont également été réalisées dans des enceintes de sécurité biologique.

Cette première pose néanmoins une question : que deviendra cette technologie lorsque les IA pourront concevoir des génomes plus grands et plus complexes ? Bien encadrée, elle pourrait accélérer le développement de traitements contre certaines bactéries et de nouveaux outils de biotechnologie. Mais ses progrès devront nécessairement s'accompagner de règles de sécurité adaptées.