Τεχνητή νοημοσύνη και ιοί – Πώς μπορεί να τους αποκωδικοποιήσει

Οι ιοί που γνωρίζουμε καλύτερα είναι αυτοί που μας αρρωσταίνουν – οι ιοί της γρίπης που μας στέλνουν στο κρεβάτι και οι ιοί της ευλογιάς που μπορεί να μας στείλουν στον τάφο.

Αλλά οι υγιείς άνθρωποι είναι γεμάτοι από ιούς που δεν μας αρρωσταίνουν. Οι επιστήμονες εκτιμούν ότι μέσα μας ζουν δεκάδες τρισεκατομμύρια ιοί, αν και έχουν εντοπίσει μόνο ένα κλάσμα από αυτούς.

Η συντριπτική πλειονότητα είναι καλοήθεις και ορισμένοι μπορεί να είναι ακόμη και ωφέλιμοι. Δεν γνωρίζουμε με βεβαιότητα, επειδή το μεγαλύτερο μέρος του λεγόμενου ανθρώπινου ιού παραμένει ένα μυστήριο.

Φέτος, πέντε πανεπιστήμια συνεργάζονται σε ένα πρωτοφανές κυνήγι για τον εντοπισμό αυτών των ιών, σύμφωνα με πληροφορίες από τους New York Times. Θα συλλέξουν σάλιο, κόπρανα, αίμα, γάλα και άλλα δείγματα από χιλιάδες εθελοντές.

Η πενταετής προσπάθεια, η οποία ονομάζεται Human Virome Program και υποστηρίζεται από ομοσπονδιακή χρηματοδότηση ύψους 171 εκατομμυρίων δολαρίων, θα επιθεωρήσει τα δείγματα με συστήματα τεχνητής νοημοσύνης, ελπίζοντας να μάθει πώς το ανθρώπινο ιώνυμο (σ.σ. ο συνολικός πληθυσμός των ιών) επηρεάζει την υγεία μας.

«Νομίζω ότι θα κατακλύσει τα δεδομένα που είχαμε μέχρι τώρα», δήλωσε ο Φρέντερικ Μπούσμαν, μικροβιολόγος στο Πανεπιστήμιο της Πενσυλβάνια και ένας από τους επικεφαλής του προγράμματος.

Οι πρώτες ενδείξεις για το ανθρώπινο ιογόνο εμφανίστηκαν πριν από έναν αιώνα. Αναλύοντας δείγματα κοπράνων, οι επιστήμονες ανακάλυψαν ιούς γνωστούς ως φάγους (βακτηριοφάγοι)  που μπορούσαν να μολύνουν βακτήρια μέσα στο έντερο. Φάγοι εμφανίστηκαν επίσης στο στόμα, τους πνεύμονες και το δέρμα.

Αργότερα οι επιστήμονες βρήκαν ιούς που μόλυναν τα δικά μας κύτταρα χωρίς να προκαλούν σημαντικά συμπτώματα. Η συντριπτική πλειοψηφία του παγκόσμιου πληθυσμού μολύνεται από κυτταρομεγαλοϊούς, για παράδειγμα, οι οποίοι μπορούν να αποικίσουν σχεδόν κάθε όργανο.

Στις αρχές της δεκαετίας του 2000, νέες μέθοδοι γενετικής αλληλουχίας οδήγησαν τους επιστήμονες να βρουν ακόμη περισσότερους ιούς στο σάλιο, το αίμα και τα κόπρανα. Η τεχνολογία τους επέτρεψε επίσης να εκτιμήσουν τον αριθμό των ιών στο σώμα μας μετρώντας τα αντίγραφα των γονιδίων των ιών. Κάθε γραμμάριο κοπράνων, όπως αποδείχθηκε, περιέχει δισεκατομμύρια φαγούς.

Το έντερο κάθε ατόμου μπορεί να φιλοξενεί εκατοντάδες ή και χίλια είδη φαγικών. Αλλά όταν οι βιολόγοι πηγαίνουν από άτομο σε άτομο, θα βρουν πολλά είδη ιών στο ένα που λείπουν από το άλλο – ακόμη και όταν οι άνθρωποι αυτοί είναι παντρεμένοι. Όσο περισσότερους ανθρώπους μελετούν οι επιστήμονες, τόσο περισσότερα είδη φάγων ανακαλύπτουν.

«Περιμένω δεκάδες εκατομμύρια είδη», δήλωσε ο Evelien Adriaenssens, βιολόγος-φάγος στο Ινστιτούτο Quadram στο Νόργουιτς της Αγγλίας.

Οι ιοί που μολύνουν τα ανθρώπινα κύτταρα έχουν αποδειχθεί απροσδόκητα ποικίλοι.

Το 1997, ερευνητές στην Ιαπωνία που εξέταζαν το αίμα ενός ασθενούς ανακάλυψαν μια εντελώς νέα οικογένεια ιών που έγινε γνωστή ως ανελλοϊοί. Τον περασμένο μήνα, μια μελέτη αποκάλυψε πάνω από 800 νέα είδη ανελλοϊών, ανεβάζοντας τον συνολικό αριθμό των γνωστών ειδών σε περισσότερα από 6.800.

Οι επιστήμονες εξακολουθούν να είναι τυφλοί σε μεγάλο μέρος του ανθρώπινου ιού.

Οι ιοί είναι τόσο μικροί που μπορούν να παραμονεύουν αθέατοι μέσα στα κύτταρα. Ορισμένοι μπορούν ακόμη και να περάσουν τα γονίδιά τους κρυφά στο DNA του κυττάρου-ξενιστή τους, όπου μπορούν να κρύβονται για χρόνια πριν αναπαραχθούν.

«Θα πρέπει να έρθουν εντελώς νέα εργαλεία», δήλωσε η δρ Pardis Sabeti, υπολογιστικός βιολόγος στη Σχολή Δημόσιας Υγείας T.H. Chan του Χάρβαρντ.

Η  Sabeti και οι συνεργάτες της αναπτύσσουν ένα σύστημα τεχνητής νοημοσύνης που θα χρησιμοποιήσει το Human Virome Program για να ανακαλύψει τα λεπτά χαρακτηριστικά των γονιδίων των ιών.