Imagínese observar millones de misteriosas mutaciones genéticas. Con la tecnología de edición de genes CRISPR, algunos de estos cambios Tal vez tiene potencial terapéutico. Sin embargo, demostrarlo implicaría miles de horas de trabajo de laboratorio. Simplemente descubrir cuáles vale la pena explorar más a fondo requerirá mucho tiempo y dinero. Pero ¿y si pudieras hacerlo en el ámbito virtual con inteligencia artificial?
CREME es un nuevo laboratorio virtual impulsado por IA inventado por el profesor asistente Peter Coe del Cold Spring Harbor Laboratory (CSHL) y su equipo. Permite a los genetistas realizar miles de experimentos virtuales con solo hacer clic en un botón. Ahora, los científicos pueden utilizarlo para identificar y comenzar a comprender regiones clave del genoma.
El programa sigue el modelo de la intervención CRISPR (CRISPRi), una técnica de alteración genética basada en CRISPR. CRISPRi permite a los biólogos revertir la actividad de genes específicos en una célula. CREME permite a los científicos realizar cambios similares en un genoma virtual y predecir sus efectos sobre la actividad genética. En otras palabras, es casi como una versión AI de CRISPRi.
“En realidad, CRISPRi es increíblemente difícil de realizar en el laboratorio. Y estás limitado en términos de número y escala de experimentos. Pero como estamos superando todos nuestros obstáculos (en la práctica), estamos superando los límites. “Y la escala de los experimentos que hemos realizado no tiene precedentes: cientos de miles de experimentos perturbadores”, explica Ko.
Koo y su equipo probaron CREME en otra herramienta de análisis del genoma impulsada por IA llamada Enformer. Querían saber cómo el algoritmo de Enformer hacía predicciones sobre el genoma. Estas preguntas son fundamentales para el trabajo de Coe, afirma.
“Tenemos estos modelos grandes y poderosos. Son bastante convincentes para tomar secuencias de ADN y predecir la expresión genética. Pero no tenemos una buena manera de tratar de entender lo que estos modelos están aprendiendo. Tal vez estén haciendo predicciones precisas porque han aprendido mucho sobre la regulación genética, pero no sabemos realmente en qué se basan sus predicciones”.
Con CREME, el equipo de Koo descubrió una serie de principios genéticos que Enformer aprendió analizando el genoma. Esta información algún día podría resultar invaluable para el descubrimiento de fármacos. “Comprender los principios de la regulación genética le brinda más opciones para ajustar los niveles de expresión genética de manera precisa y predecible”, dice Ko.
Con mayores ajustes, CREME pronto podría llevar a los genetistas a descubrir nuevos objetivos terapéuticos. Quizás lo más impresionante es que también puede permitir que los científicos que no tienen acceso a un laboratorio real logren estos avances.
