Em 1889, um médico francês chamado François-Gilbert Viault desceu de uma montanha nos Andes, tirou sangue do braço e inspecionou-o ao microscópio. Os glóbulos vermelhos do Dr. Viault, que transportam oxigênio, aumentaram 42%. Ele havia descoberto um poder misterioso do corpo humano: quando ele precisa de mais dessas células cruciais, pode produzi-las sob demanda.
No início de 1900, os cientistas teorizaram que um hormônio era a causa. Eles chamaram o hormônio teórico de eritropoietina, ou “fabricante de vermelho” em grego. Sete décadas depois, os pesquisadores encontraram a eritropoietina real após filtrar 670 galões de urina.
E cerca de 50 anos depois disso, biólogos em Israel anunciaram que tinham encontrado uma célula renal rara que produz o hormônio quando o oxigênio cai muito. É chamada de célula Norn, em homenagem às divindades nórdicas que se acreditava controlarem o destino humano.
Os humanos levaram 134 anos para descobrir as células Norn. No verão passado, os computadores da Califórnia os descobriram por conta própria em apenas seis semanas.
A descoberta surgiu quando pesquisadores de Stanford programaram os computadores para aprenderem biologia sozinhos. Os computadores executavam um programa de inteligência artificial semelhante ao ChatGPT, o popular bot que se tornou fluente na linguagem após treinar em bilhões de trechos de texto da Internet. Mas os pesquisadores de Stanford treinaram seus computadores com dados brutos sobre milhões de células reais e sua composição química e genética.
Os pesquisadores não informaram aos computadores o significado dessas medições. Eles não explicaram que diferentes tipos de células têm perfis bioquímicos diferentes. Eles não definiram quais células captam luz em nossos olhos, por exemplo, ou quais produzem anticorpos.
Os computadores processaram os dados por conta própria, criando um modelo de todas as células com base na semelhança entre elas em um vasto espaço multidimensional. Quando as máquinas ficaram prontas, eles aprenderam muito. Eles poderiam classificar uma célula que nunca tinham visto antes como um entre mais de 1.000 tipos diferentes. Uma delas era a célula Norn.
“Isso é notável, porque ninguém nunca disse ao modelo que existe uma célula Norn no rim”, disse Jure Leskovec, cientista da computação em Stanford que treinou os computadores.
O software é um dos vários novos programas baseados em IA, conhecidos como modelos básicos, que estão voltados para os fundamentos da biologia. Os modelos não estão simplesmente a organizar a informação que os biólogos estão a recolher. Eles estão fazendo descobertas sobre como os genes funcionam e como as células se desenvolvem.
À medida que os modelos aumentam, com cada vez mais dados laboratoriais e poder computacional, os cientistas prevêem que começarão a fazer descobertas mais profundas. Eles podem revelar segredos sobre o câncer e outras doenças. Eles podem descobrir receitas para transformar um tipo de célula em outro.
“Uma descoberta vital sobre a biologia que de outra forma não teria sido feita pelos biólogos – acho que veremos isso em algum momento”, disse o Dr. Eric Topol, diretor do Scripps Research Translational Institute.
Até onde irão é uma questão de debate. Embora alguns cépticos pensem que os modelos vão bater num muro, os cientistas mais optimistas acreditam que os modelos básicos irão até abordar a maior questão biológica de todas: o que separa a vida da não-vida?
Células cardíacas e ratos-toupeira
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