Executivos do setor de tecnologia há muito tempo destacam o potencial de seus modelos de inteligência artificial para acelerar descobertas no campo da biologia. Na semana passada, uma dessas promessas foi colocada à prova. Em um anúncio feito em 23 de setembro, a Anthropic informou que seu grande modelo de linguagem chamado Claude identificou um sistema enzimático com características "reminiscentes do CRISPR", a ferramenta de edição genética laureada com o Prêmio Nobel.
Segundo a empresa, cerca de 950 agentes do Claude, funcionando simultaneamente, conseguiram identificar sequências genéticas interessantes em um período de 21 horas e meia. Fyodor Urnov, especialista em edição genética da Universidade da Califórnia em Berkeley e diretor de pesquisa e desenvolvimento terapêutico do Instituto de Genômica Inovadora, elogiou a divulgação: "Parabenizo sinceramente a Anthropic por compartilhar essa descoberta com o mundo."
Outros cientistas demonstraram maior cautela diante do anúncio, que representa a primeira descoberta de um grupo de pesquisa formado pela Anthropic no início deste ano. Le Cong, professor da Universidade de Stanford especializado na integração de inteligência artificial em pesquisas de engenharia genômica, comentou de forma ácida: "Os experimentos ainda estão na fila. A comunicação pública já foi ao ar."
A empresa, que mantém um laboratório para descoberta de medicamentos, deixou claro que a descoberta não representa o encerramento de seu trabalho. Em uma publicação na plataforma X, a Anthropic afirmou: "Ainda não compreendemos completamente a função desse sistema, mas apenas um pequeno número de sistemas conhecidos compartilham suas características, e todos eles são capazes de cortar, copiar e colar o DNA."
Para chegar a essa identificação, os pesquisadores da Anthropic instruíram o modelo a buscar em vastas bases de dados genômicos por "novos exemplos interessantes" de transcriptases reversas, proteínas que realizam a transcrição reversa, copiando RNA em DNA. Esse processo é o inverso do que ocorre normalmente em nossas células, onde o DNA é transcrito em RNA, mas é utilizado por outros organismos em diversas funções biológicas.
Inicialmente, os agentes do Claude identificaram mais de 200 mil possíveis transcriptases reversas. Após filtrar diversas milhares que pareciam ser novas, o sistema refinou ainda mais a busca e acabou encontrando uma família "incomum" de transcriptases reversas contendo uma longa região de sequências repetitivas de DNA que se assemelham ao sistema CRISPR. A Anthropic denominou esse sistema de ART, abreviação de transcriptases reversas associadas a matrizes. O sistema foi encontrado em fagos jumbo, vírus de grande porte que infectam bactérias.
"Consigo visualizar a olho nu um arranjo de repetições em tandem… isso é um… arranjo repetitivo semelhante ao CRISPR?!", escreveu um dos agentes de inteligência artificial. O agente também reconheceu que o sistema poderia ser um retron, conforme registrado no relatório técnico. Tanto o CRISPR quanto os retrons são sistemas imunológicos bacterianos, porém os retrons, embora tenham alguma utilidade na edição genética, não possuem a mesma versatilidade do CRISPR.
Seth Shipman, investigador associado do Instituto Gladstone, não considera que o que a Anthropic encontrou seja um novo sistema CRISPR, mas reconhece que a descoberta ainda é interessante. "O elemento inovador está na forma como foi descoberta, não no que foi descoberto", afirmou. O laboratório de Shipman utiliza retrons para criar sistemas de edição genética.
Identificar novas transcriptases reversas pode levar meses de mineração manual em bases de dados genômicos, por isso Shipman considera impressionante que a Anthropic tenha conseguido realizar essa tarefa em um único dia. No entanto, ele adverte para não atribuir a descoberta inteiramente a um modelo de inteligência artificial. "Precisamos ter cuidado ao afirmar que o Claude descobriu algo de forma autônoma, pois cientistas estavam envolvidos no estudo", alertou.
Na verdade, essa mesma transcriptase reversa já havia sido identificada anteriormente por Jason Gill, microbiologista da Universidade Texas A&M, e seus colegas em um artigo de 2021 sobre fagos jumbo. O que talvez seja novo é que o Claude identificou repetições ao redor dela que sugeriam que a enzima poderia fazer parte de um sistema semelhante ao CRISPR.
"Esses modelos são eficientes em encontrar padrões, melhores do que uma pessoa examinando visualmente", comentou Gill. "Uma pessoa poderia fazer todo esse trabalho, mas precisa ter previamente uma hipótese em mente." Ele completou dizendo que o sistema ART aparentemente não possui "relação óbvia" com nenhum sistema CRISPR conhecido, cabendo à Anthropic demonstrar que ele realmente possui atividade de edição genética.
Cong reconhece mérito aos cientistas por terem encontrado o tipo ideal de problema para as capacidades do Claude em reconhecer padrões. É possível que o modelo seja utilizado em projetos semelhantes que envolvam grandes volumes de dados, porém isso não significa que o Claude subitamente acelerará todos os tipos de descobertas nas ciências da vida.
O tipo de informação com a qual esse modelo foi treinado também não pode ser avaliado pela comunidade científica, o que torna esses achados particularmente opacos em uma era em que grandes periódicos exigem que os cientistas publiquem livremente seus códigos em nome da reprodutibilidade. Isso levou um pesquisador que estudava essas mesmas enzimas a suspeitar que o modelo havia sido treinado com seu trabalho, uma vez que ele havia compartilhado descobertas ainda não publicadas com a versão pública do Claude.
Mesmo que o Claude tenha identificado algo revolucionário na área de edição genética, ainda serão necessários cientistas humanos testando essa hipótese em laboratório para comprová-la. Em uma publicação sobre a descoberta, Dario Amodei, executivo-chefe da Anthropic, especulou: "Eventualmente, pode ser possível que o próprio Claude realize experimentos de forma segura, controlando equipamentos de laboratório de maneira autônoma." Mesmo que isso se prove viável, estaria em um futuro relativamente distante. Essa ideia, obviamente, levanta muitas questões sobre segurança e supervisão.
As respostas nesse campo não vêm rapidamente. Foram necessários 25 anos desde a descoberta inicial das sequências do CRISPR em bactérias, em 1987, até que Jennifer Doudna e Emmanuelle Charpentier demonstrassem que ele podia ser uma ferramenta programável para cortar o DNA, em 2012. E embora o CRISPR seja agora onipresente em laboratórios e esteja sendo testado em dezenas de ensaios clínicos para tratar condições cardiovasculares, cânceres, doenças autoimunes e distúrbios raros, existe apenas um medicamento no mercado até agora que utiliza essa tecnologia, aprovado no final de 2023.
Os limites da descoberta da Anthropic também apontam para uma questão mais fundamental. O que tornou o CRISPR revolucionário foi que os cientistas identificaram um sistema biológico anteriormente desconhecido. Ainda está por ser visto se qualquer modelo de inteligência artificial é capaz de encontrar algo útil sem saber exatamente o que está procurando.
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