Une intelligence artificielle a rédigé, lettre par lettre, le génome de virus qui n’existaient nulle part dans la nature. Sur plusieurs milliers de tentatives, seize ont pris vie en laboratoire. Et certains tuent les bactéries mieux que des virus façonnés par des milliards d’années d’évolution.
L’étude est parue jeudi 6 août dans la revue Science. Une équipe américaine dirigée par Brian Hie, professeur à l’université Stanford et chercheur à l’Arc Institute, a confié à deux modèles d’intelligence artificielle, Evo 1 et Evo 2, une tâche que personne n’avait réussie : écrire de zéro le génome complet d’un virus fonctionnel. Pas retoucher un gène, pas recopier une séquence connue. Tout inventer.
La cible est modeste. Le phiX174 est un virus microscopique que les biologistes connaissent par cœur, incapable de s’attaquer à autre chose qu’à une bactérie de laboratoire, la fameuse Escherichia coli. Ces virus qui ne s’en prennent qu’aux bactéries portent un nom : les bactériophages, ou phages. Ils grouillent partout sur Terre et restent sans danger pour l’humain, les animaux et les plantes.
Le procédé tient du tri géant. Les modèles ont d’abord produit des milliers de génomes plausibles, tous différents de ce qu’on trouve dans la nature. Les chercheurs en ont retenu près de 300, en ont fabriqué physiquement 285 en glissant l’ADN dans des cellules d’E. coli, puis ont observé lesquels reprenaient vie. Bilan : seize virus viables, capables de se répliquer et de tuer leur bactérie. Trois se sont même montrés plus redoutables que le phiX174 d’origine, et un cocktail de ces phages a fini par venir à bout de bactéries devenues résistantes au virus naturel.
Écrire le vivant, et plus seulement le lire
C’est ce saut qui impressionne les spécialistes. « Pour la première fois dans l’histoire, nous commençons à concevoir de la biologie sur un ordinateur », résume Marc Güell, professeur à l’université Pompeu Fabra de Barcelone, interrogé par le Science Media Centre. Jusqu’ici, on savait lire un génome et le réécrire à la marge. Là, une machine a produit un objet biologique entier, plus de dix protéines et quelques milliers de lettres d’ADN, à partir des seules règles apprises en avalant le vivant existant. Pour Patrick Cai, spécialiste de génomique synthétique à l’université de Manchester, l’IA change de registre : elle ne se contente plus de prédire des séquences, elle en fabrique qui fonctionnent pour de vrai en éprouvette.
Une arme possible contre les bactéries que les antibiotiques ne tuent plus
Derrière la prouesse, il y a un espoir très concret. La résistance aux antibiotiques gagne du terrain, et avec elle la peur d’infections que plus aucun médicament ne stopperait. « Cela pourrait nous conduire, d’ici 2050, vers un scénario noir de maladies infectieuses que l’on ne sait plus traiter », prévient Jasna Rakonjac, de l’université Massey, en Nouvelle-Zélande. Une piste étudiée de longue date consiste justement à soigner avec des phages, ces virus tueurs de bactéries. Le hic : les bactéries ripostent et deviennent résistantes aux phages eux-mêmes, et les mélanges de plusieurs virus, ces fameux cocktails, déçoivent souvent.
C’est ici que l’IA pourrait rebattre les cartes. Plutôt que de partir en chasse d’un phage rare dans la nature, on lui demande d’en dessiner un sur mesure. Dans l’étude, l’approche générative s’est révélée plus efficace que le cocktail classique pour écraser des E. coli résistantes. Une « preuve de principe impressionnante », salue Simon Jackson, spécialiste de la thérapie par les phages à l’université de Waikato, qui y voit un moyen de ne plus dépendre seulement de ce que la nature veut bien offrir.
Pas de miracle, et une vieille inquiétude qui remonte
L’enthousiasme mérite quelques réserves. Le rendement est faible : à peine 5 % des séquences testées ont donné un virus vivant, et la moitié de ceux qui marchaient avaient accumulé des mutations en cours de route, comme si l’évolution naturelle avait dû finir le travail. Pour Jordi García Ojalvo, lui aussi à Pompeu Fabra, une bonne partie des propositions du modèle ne sont que des « hallucinations » sans lendemain. L’expérience a porté sur un tout petit phage et une bactérie inoffensive de paillasse. Concevoir des virus plus gros, choisir précisément quelles bactéries ils infectent, puis prouver que c’est sûr et efficace chez des patients, tout cela reste à faire.
Vient l’autre versant. Si une IA sait fabriquer un virus qui bat la nature, jusqu’où va l’exercice ? Dans un commentaire publié avec l’étude, Thomas Inglesby et Moritz Hanke, de l’université Johns Hopkins, réclament un contrôle obligatoire des commandes d’ADN de synthèse, afin de repérer les séquences dangereuses au lieu de s’en remettre à la bonne volonté de chacun. Simon Clarke, microbiologiste à l’université de Reading, tempère et alerte en même temps : les auteurs ont pris soin de retirer de leurs données les virus qui s’attaquent à l’humain, un garde-fou efficace, « mais rien ne garantit que tous ceux qui tenteront la même chose seront aussi prudents ».
Plusieurs chercheurs relativisent toutefois le danger immédiat. Comme chaque génome doit être fabriqué et testé un par un en laboratoire, et que le taux de réussite reste bas, on est loin d’une machine qui cracherait des virus dangereux en un clic. Les phages nés dans cette étude ne savent d’ailleurs faire qu’une chose : tuer une souche d’E. coli.
Le vrai débat porte désormais sur les règles du jeu. Le filtrage systématique de l’ADN commandé aux fournisseurs, réclamé par les spécialistes de Johns Hopkins, reste aujourd’hui facultatif.
