Учени от американската компания Radical Numerics съобщиха, че за първи път са използвали вируси, разработени с помощта на изкуствен интелект, за лечение на човек. Експерименталната терапия е насочена срещу бактерии, устойчиви на антибиотици. Първите лабораторни резултати са обещаващи, но дали лечението е помогнало на пациента, засега остава неизвестно.

Вируси, проектирани с изкуствен интелект, за първи път са приложени на човек с тежка бактериална инфекция, която не се поддава на стандартното антибиотично лечение. Това обяви на 20 октомври калифорнийската компания Radical Numerics, която разработва AI модели за биологични и медицински изследвания.

За създаването на вирусите учените са използвали своя нов модел Omnii-1. Той е обучен да анализира генетична информация, да предвижда взаимодействията между вируси и бактерии и да предлага промени в генома на вирусите, които да ги направят по-ефективни срещу определени бактериални щамове.

Разработката се основава на т.нар. фагова терапия – метод, при който срещу болестотворните бактерии се използват техните естествени врагове, бактериофагите. Това са вируси, които заразяват бактериите и могат да ги унищожават, без да се размножават в човешките клетки.

Според подробната информация, публикувана от Radical Numerics, изследователите първо са изпитали създадените вируси върху бактерии, изолирани от инфекцията на пациента. В лабораторни условия комбинацията от бактериофаги е успяла да ги унищожи. След този резултат експерименталната терапия е приложена и на самия пациент.

Процедурата е извършена под лекарско наблюдение по специален разрешителен режим, известен като compassionate use (разширен достъп до експериментално лечение). Той позволява пациенти с тежки заболявания да получават все още неодобрени терапии, когато наличните възможности за лечение са изчерпани или не дават задоволителен резултат.

Компанията обаче не съобщава как се е повлияло състоянието на пациента. Не е известно дали инфекцията е овладяна, дали е настъпило подобрение и дали са наблюдавани нежелани реакции. От Radical Numerics обясняват, че не разкриват клиничните подробности, за да защитят самоличността и личните данни на лекувания човек.

Резултатите все още не са преминали през независимо научно рецензиране. Поради това случаят засега представлява важна експериментална стъпка, но не и доказателство, че новата терапия е безопасна и ефективна при хора.

Как вирусите могат да лекуват бактериални инфекции?

Макар думата „вирус“ обикновено да се свързва със заболявания, не всички вируси са опасни за човека. Бактериофагите, наричани накратко фаги, са широко разпространени в природата. Те се срещат във водата, почвата и дори в човешкия организъм, където участват в естественото регулиране на бактериалните популации.

Тези вируси действат изключително избирателно. За да зарази дадена бактерия, бактериофагът трябва първо да разпознае определени молекули по повърхността ѝ. След като се прикрепи към нея, той въвежда своя генетичен материал в клетката и използва нейните механизми, за да се размножи. При т.нар. литични фаги процесът завършва с разрушаване на бактериалната клетка и освобождаване на нови вируси.

Именно тази способност да атакуват конкретни бактерии прави фагите толкова интересни за медицината.

За разлика от широкоспектърните антибиотици, които могат да унищожат и част от полезните микроорганизми в организма, подходящо подбраните бактериофаги действат срещу определени бактериални видове или щамове. Така те имат потенциала да се справят с инфекцията, без да нарушават в същата степен естествения баланс на чревната микрофлора.

Фаговата терапия не е ново откритие. Тя се изследва и прилага в различни форми повече от век, като има особено дълга история в някои страни от Източна Европа. През последните години интересът към нея отново нараства заради разпространението на бактерии, срещу които все по-малко антибиотици действат.

Световната здравна организация определя бактериофагите като обещаващ инструмент в борбата с антимикробната резистентност. Те могат да бъдат използвани самостоятелно или в комбинация с антибиотици. За широкото им навлизане в медицинската практика обаче са необходими повече клинични изследвания, които да потвърдят ефективността и безопасността им.

Защо е толкова трудно да се намери подходящ бактериофаг?

Най-голямото предимство на бактериофагите е и едно от основните ограничения пред използването им. Те са силно специализирани – вирус, способен да унищожи един бактериален щам, може да бъде напълно безполезен срещу друг, дори когато двата са от един и същи вид.

Затова при традиционната фагова терапия лекарите и учените първо трябва да установят кой микроорганизъм причинява инфекцията. След това започва търсенето на подходящи бактериофаги, обикновено сред големи колекции от вируси, събрани от различни природни източници.

Всеки потенциален кандидат се изпитва в лаборатория, за да се установи дали действително може да унищожи бактерията. Ако не бъде намерен подходящ фаг, изследователите трябва да продължат търсенето или да опитат да променят съществуващ вирус.

Този процес може да бъде бавен и трудоемък. А при тежки, устойчиви на антибиотици инфекции забавянето понякога има решаващо значение.

Допълнително предизвикателство е, че бактериите могат да развият устойчивост и срещу бактериофагите. Ето защо учените често комбинират няколко различни вируса в своеобразен „коктейл“. Целта е инфекцията да бъде атакувана едновременно по различни начини, така че бактериите по-трудно да избегнат действието на терапията.

Какво променя изкуственият интелект?

Именно тук Radical Numerics вижда възможност да ускори разработването на нови лечения.

Вместо учените да разчитат единствено на продължително търсене сред естествено срещащи се вируси, моделът Omnii-1 анализира генетичните характеристики на бактериофагите и бактериите, които те заразяват. Въз основа на тази информация системата може да предложи промени в съществуващи вируси, които биха подобрили способността им да разпознават и унищожават определени бактерии.

Изкуственият интелект не създава готово лекарство само чрез изчисления. Той предлага генетични варианти, които впоследствие трябва да бъдат създадени и изпитани в лаборатория. По този начин може да насочи изследователите към най-обещаващите решения и да им спести част от многобройните опити, които иначе биха били необходими.

В своите експерименти Radical Numerics използва добре проучения бактериофаг T7, който заразява бактерии от вида Escherichia coli (E. coli). Учените насочват промените към част от генома, отговорна за образуването на белтък, чрез който вирусът разпознава и се прикрепя към бактериалната клетка.

Едно от предизвикателствата при подобни изменения е, че промяната на генетичната последователност може да направи вируса нежизнеспособен. Дори когато новият вариант разпознава подходящата бактерия, той трябва да запази и способността си да се размножава.

Според представените от компанията резултати Omnii-1 се справя значително по-добре от случайното въвеждане на генетични промени. При вариантите с между 11 и 15 изменения в аминокиселинната последователност на изследвания белтък приблизително 70% от предложенията на модела са довели до успешно получаване на вирусни варианти. При контролната група със случайни промени този дял е едва 4,8%.

При допълнителни лабораторни изпитвания изследователите са установили, че част от създадените варианти показват по-висока активност от изходния естествен вирус при определени условия.

Тези резултати подсказват, че изкуственият интелект може да помогне на учените да откриват и създават работещи вирусни варианти много по-целенасочено. Те обаче не означават, че всички предложени от модела бактериофаги са по-ефективни, нито че лабораторните им предимства непременно ще се запазят в човешкия организъм.

От лабораторията до пациента – какво вече е постигнато?

Radical Numerics не е първата изследователска организация, която използва генеративен изкуствен интелект за създаване на бактериофаги.

През август 2026 г. учени от Станфордския университет представиха резултатите от експерименти с модела Evo 2, способен да генерира цели вирусни геноми. Използвайки генетичната последователност на естествен бактериофаг като отправна точка, изследователите създадоха и изпитаха близо 300 нови вирусни варианта, насочени срещу E. coli.

От тях 16 са показали особено добри резултати в лабораторни условия. При някои активността е надвишавала тази на естествения вирус, послужил за основа на разработката.

Учените са установили още, че комбинация от тези 16 бактериофага може да преодолее устойчивостта на бактерии, срещу които първоначалният естествен вирус вече не е ефективен.

Изследването на Станфордския университет показа, че генеративният изкуствен интелект може да се използва не само за анализ на ДНК, но и за проектиране на жизнеспособни вируси с конкретни биологични свойства.

Разработката на Radical Numerics прави още една стъпка напред – от създаването и изпитването на подобни вируси в лаборатория до прилагането им върху реален пациент.

Това обаче не означава, че медицинското приложение на технологията вече е доказано. Между унищожаването на бактерии в контролирана лабораторна среда и успешното лечение на инфекция в човешкия организъм има съществена разлика.

Може ли новата терапия да замени антибиотиците?

Засега фаговата терапия се разглежда най-вече като допълнителна възможност за лечение на трудни инфекции, а не като универсален заместител на антибиотиците.

Освен че бактериите могат да развият устойчивост към фагите, лечението трябва да отчита и други фактори – например дали вирусите ще достигнат до мястото на инфекцията, как организмът ще реагира на тях и дали действието им ще бъде достатъчно продължително.

Макар бактериофагите да не заразяват човешки клетки, при бързото унищожаване на големи количества бактерии могат да се освободят вещества, които предизвикват възпалителна реакция. Това е една от причините безопасността на новите фагови препарати да се оценява внимателно.

Необходимо е също да се установи как най-добре да се подбират и комбинират различните вируси, какви дози да се прилагат и при кои пациенти ползата би била най-голяма.

Самата Radical Numerics подчертава, че наблюденията върху един пациент не могат да бъдат основание за общи заключения относно безопасността и ефективността на терапията. Засега няма публикувани клинични резултати, които да покажат дали експерименталното лечение действително е овладяло инфекцията.

Защо светът се нуждае от нови средства срещу резистентните бактерии?

Разработването на нови подходи за лечение става все по-наложително заради нарастващата антибиотична резистентност. Тя възниква, когато бактериите придобият способността да оцеляват въпреки действието на лекарства, които преди са били ефективни срещу тях.

Така инфекции, които доскоро са се лекували сравнително лесно, могат да се превърнат в сериозно изпитание за лекарите. Проблемът засяга не само лечението на инфекциозни заболявания, но и редица съвременни медицински процедури, при които контролът върху бактериалните инфекции е от решаващо значение.

Мащабът на заплахата личи от прогнозите на международен научен екип, публикувани през 2024 г. в списание The Lancet.

Според изследването за глобалните последици от антимикробната резистентност между 2025 и 2050 г. устойчивите на лекарства бактериални инфекции могат да причинят пряко около 39 милиона смъртни случая по света. Очаква се броят на смъртните случаи, при които резистентността има съществен принос, да бъде значително по-голям.

Прогнозата подчертава необходимостта както от разумна употреба на съществуващите антибиотици, така и от разработване на нови лекарства и терапевтични подходи.

Именно тук изкуственият интелект може да се окаже особено полезен. Ако успее да съкрати времето за откриване, проектиране и изпитване на подходящи бактериофаги, той би могъл да направи персонализираното лечение по-достъпно за пациенти, при които стандартната терапия не действа.

Случаят, обявен от Radical Numerics, засега не дава отговор на въпроса дали подобна технология може да лекува успешно хора. Той обаче показва, че изкуственият интелект вече намира приложение отвъд анализа на медицински данни – в създаването на биологични средства, разработени за конкретна терапевтична цел.

Следващото и най-важно изпитание ще бъде да се докаже, че тези средства действат не само в лабораторията, но и при лечението на реални пациенти.

Автор: Владимир Тодоров