Wetenschappers bouwen voor het eerst een virus met behulp van AI. 'De regels om dit veilig te doen zijn er nog niet'

In dit artikel:

Onderzoekers van Stanford University en The Arc Institute in Californië hebben voor het eerst met kunstmatige intelligentie werkende virussen ontworpen die niet in de natuur voorkomen. Het gaat om bacteriofagen: zeer kleine virussen die uitsluitend bacteriën infecteren en geen mensen, dieren of planten. De studie verscheen vorige week in het tijdschrift Science.

De wetenschappers gebruikten het taalmodel Evo, dat is getraind op bijna 9 biljoen DNA-bouwstenen uit meer dan 100.000 organismen. Om risico’s te beperken, mocht het model alleen werken met de genetische code van PhiX174, een eenvoudige bacteriofaag die één specifieke bacterie infecteert, en enkele verwante soorten. Evo genereerde meer dan 700.000 mogelijke DNA-recepten. De onderzoekers selecteerden de 285 meest kansrijke ontwerpen en bouwden die in het laboratorium na. Zestien bleken daadwerkelijk functionerende bacteriofagen op te leveren.

De gemaakte virussen konden zich in bacteriën vermenigvuldigen, een eiwitmantel rond hun DNA vormen, uit de geïnfecteerde bacterie barsten en nieuwe bacteriën besmetten. Sommige presteerden zelfs beter dan natuurlijke varianten. Volgens deskundigen bewijst het experiment vooral dat AI genetische patronen kan herkennen en combineren op een manier die mensen waarschijnlijk niet zelf zouden bedenken. Zo bevatte een van de ontwerpen een gen van een sterk afwijkende bacteriofaag.

De medische betekenis is voorlopig beperkt. Bacteriofagen worden al langer onderzocht als mogelijke behandeling tegen antibioticaresistente bacteriën, maar de therapie is nog niet breed doorgebroken. De virussen uit deze studie zijn bovendien uitzonderlijk klein en eenvoudig: PhiX174 telt ongeveer vijftien­duizend nucleotiden en elf genen, terwijl veel andere virussen een veel complexer genoom hebben. De studie geldt daarom vooral als een proof of concept.

Tegelijkertijd leidt de doorbraak tot zorgen over misbruik. Twee bioveiligheidsexperts waarschuwen in een begeleidend artikel dat AI nu virusgenomen kan ontwerpen, terwijl duidelijke regels voor veilig gebruik ontbreken. De kernvraag is volgens hen niet meer óf AI dit kan, maar hoe de technologie kan worden gereguleerd zonder nuttige toepassingen te blokkeren.

Ook de Nederlandse Commissie Genetische Modificatie (Cogem) waarschuwde de regering. Secretaris-generaal Frank van der Wilk zegt dat de commissie drie jaar geleden al voorspelde dat deze ontwikkeling eraan kwam, maar niet verwachtte dat die zo snel werkelijkheid zou worden. Bestaande technieken kunnen al genen aan virussen toevoegen, verwijderen of tussen virussen uitwisselen, bijvoorbeeld voor vaccins. Nieuw is dat nu een volledig nieuw virus is samengesteld. Volgens Van der Wilk valt dit mogelijk niet onder de huidige Nederlandse wetgeving, die vooral lijkt te zijn gericht op aanpassing van bestaande organismen.

Onderzoeker Simone Harmsen van het Rathenau Instituut ziet grote kansen voor de ontwikkeling van vaccins, antibiotica en doelgerichte medicijnen, maar benadrukt het spanningsveld tussen open wetenschap en veiligheid. De onderzoekers maakten hun dataset openbaar omdat controleerbaarheid belangrijk is, maar toekomstige modellen kunnen mogelijk gevaarlijkere virussen ontwerpen. Screening van gebruikers van genetische AI-modellen of van kopers van synthetisch DNA wordt daarom besproken, al twijfelen deskundigen of zulke controles volledig uitvoerbaar zijn.

De kans dat willekeurige amateurs binnenkort zelfstandig een gevaarlijk virus maken, wordt klein geacht: laboratoriumkennis en gespecialiseerde apparatuur blijven nodig. Toch kan AI complexe biologische kennis toegankelijker maken. In een eerdere studie presteerde AI bij 94 procent van extreem moeilijke virologische vraagstukken beter dan topvirologen. Dat onderstreept het risico van ‘dual use’: dezelfde technologie kan wetenschappelijke vooruitgang versnellen én misbruikt worden.

Volgens Van der Wilk is een totaalverbod onwaarschijnlijk en onwenselijk, omdat AI ook kan helpen bij onder meer vaccins en de bestrijding van antibioticaresistentie. Hij pleit voor duidelijke veiligheidskaders. Harmsen stelt dat de combinatie van AI en biotechnologie bestaande risico’s groter en urgenter maakt. Overheden staan daardoor voor de opgave om regelgeving snel aan te passen zonder nuttig onderzoek onmogelijk te maken.