IA na Saúde e Bem-Estar

Publicado em: 20 de janeiro de 2025

por: Gustavo Sanchez-Palencia, Hemp Vegan Brasil


A inteligência artificial e o que a natureza deixou para trás

Uma startup inovadora, fundada por ex-pesquisadores da Meta EvolutionaryScale, está transformando a biologia ao empregar o maior poder computacional já aplicado à área, segundo a própria empresa. Em um avanço sem precedentes, esses cientistas usaram inteligência artificial para simular 500 milhões de anos de evolução, resultando na criação de uma proteína totalmente inédita na natureza. A pesquisa, publicada na revista Science, utilizou o modelo ESM3 – uma ferramenta avançada de IA projetada para decifrar e recriar o “idioma” das proteínas.

Há décadas, cientistas debatem: a evolução seguiria os mesmos caminhos se pudéssemos "rebobinar a fita" da vida? Stephen Jay Gould, em seu clássico A Vida Maravilhosa (1989), argumentou que até pequenas mudanças no passado poderiam resultar em trajetórias completamente diferentes. “Reproduza a fita milhões de vezes”, escreveu Gould, “e duvido que o Homo sapiens apareça outra vez.”

Hoje, a inteligência artificial transforma essa reflexão em experimentação prática. Modelos como o ESM3 permitem simular cenários evolutivos alternativos, explorando caminhos que a natureza nunca trilhou. Além de expandir nosso entendimento sobre a biologia, essa abordagem oferece novas perspectivas para avanços em saúde e bem-estar.

O estudo, analisado por especialistas como Jonathan Losos, da Universidade de Washington, destaca a contingência da evolução – sua dependência de eventos únicos e imprevisíveis. Um dos exemplos mais notáveis foi a criação da proteína fluorescente esmGFP, que compartilha apenas 42% de similaridade com as GFPs naturais. Segundo Zachary Blount, da Universidade Estadual de Michigan, “Esse trabalho revela trajetórias biológicas que nunca ocorreram na Terra porque as condições necessárias simplesmente não surgiram.”

Com essa simulação de evolução, os cientistas não só responderam questões filosóficas sobre a aleatoriedade da vida, mas também abriram portas para explorar possibilidades biológicas viáveis e inéditas. Uma revolução no entendimento da biologia está em curso – e a inteligência artificial é o motor desse novo capítulo.

Como isso se conecta ao universo das terapias naturais?

Assim como a IA encontrou caminhos não explorados na evolução das proteínas, ela também pode revelar novos compostos bioativos em plantas como a cannabis ou em fungos terapêuticos. Esses avanços nos permitem imaginar um futuro onde a tecnologia e a natureza trabalham juntas para criar soluções que antes pareciam fora do alcance.

O que é o modelo ESM3?

O ESM3 (EvolutionaryScale Model 3) é um modelo avançado de linguagem que, em vez de trabalhar com palavras, utiliza dados biológicos de proteínas – as bases fundamentais da vida. Ele foi treinado com bilhões de sequências, estruturas e funções de proteínas existentes, permitindo que identificasse padrões e gerasse novos designs.

Para entender o modelo ESM3, imagine o ChatGPT, mas em vez de gerar textos e respostas, ele "conversa" com as proteínas, que são as moléculas fundamentais da vida. Assim como o ChatGPT foi treinado para entender e gerar linguagem humana, o ESM3 foi treinado para entender a "linguagem" biológica – as sequências, estruturas e funções das proteínas.

Enquanto o ChatGPT aprende a organizar palavras em frases com sentido, o ESM3 analisa e recria proteínas, combinando dados de bilhões de sequências biológicas. No caso do estudo, o ESM3 utilizou essas informações para gerar uma nova proteína fluorescente verde (esmGFP) que nunca existiu na natureza, simulando um caminho evolutivo alternativo.

nova proteína fluorescente verde (esmGFP)

A evolução como uma possibilidade, não uma certeza

O estudo levanta uma reflexão profunda: a evolução é um processo contingente, cheio de “acidentes” históricos. Pequenas mudanças no início podem alterar completamente o que se torna possível.

Quando olhamos para terapias naturais como a cannabis ou os cogumelos medicinais, surge uma questão semelhante:

Assim como o ESM3 reimaginou proteínas, a aplicação de IA no estudo de plantas e fungos pode revelar novos caminhos que a evolução não explorou.

Repensando a Cannabis e os Cogumelos com Inteligência Artificial

A inteligência artificial tem o potencial de transformar o mercado de terapias naturais, explorando possibilidades que antes pareciam fora do alcance. Atualmente, conhecemos mais de 100 canabinoides presentes na planta da cannabis, como CBD, THC, CBG e CBN, mas muitos compostos ainda permanecem inexplorados. A IA pode desempenhar um papel fundamental em:

1. Descoberta de novos canabinoides

Exemplo prático: No estudo com o modelo ESM3, uma proteína fluorescente foi criada simulando 500 milhões de anos de evolução. Algo semelhante poderia ser aplicado para "evoluir" a cannabis e prever canabinoides que maximizem efeitos terapêuticos, como alívio de dor ou controle de crises epilépticas.

2. Formulações personalizadas

Assim como algoritmos preveem nossas preferências em plataformas de streaming, a IA pode analisar dados genéticos e clínicos de pacientes para criar formulações específicas de canabinoides e terpenos para condições como:

Exemplo prático: A IA poderia identificar padrões inéditos ao combinar dados clínicos de pacientes com interações específicas de canabinoides e terpenos. Por exemplo, um modelo avançado poderia sugerir a inclusão de compostos pouco explorados, como o THCV, em tratamentos para controle de apetite ou energia, criando novas formulações que ainda não são utilizadas de forma personalizada.

Cogumelos Terapêuticos e IA

1. Análise de compostos bioativos

Fungos como o reishi, cordyceps e juba de leão possuem compostos bioativos conhecidos, mas suas variações moleculares podem esconder potenciais ainda não explorados. A IA pode:

Exemplo prático: O reishi é conhecido por fortalecer o sistema imunológico. A IA poderia identificar variantes moleculares que amplifiquem essa função ou combinem com CBD para tratar condições autoimunes.

2. Cultivo otimizado

Algoritmos baseados em IA podem ser usados para otimizar o cultivo de cannabis e cogumelos:

Exemplo prático: Um sistema inteligente pode recomendar ajustes no cultivo de cordyceps para maximizar o teor de cordicepina, que tem propriedades energéticas e antienvelhecimento.

Conectando tecnologia, natureza e bem-estar

A pesquisa com o ESM3 nos mostrou que a evolução é um processo de possibilidades infinitas, muitas das quais nunca foram exploradas pela natureza. Ao aplicar essas ferramentas ao estudo da cannabis e dos cogumelos, podemos acelerar descobertas que tragam mais eficácia, segurança e personalização para terapias naturais.

Os pontos mais importantes e de destaque da pesquisa baseada no estudo ESM3 incluem:

1. Simulação de Evolução Proteica:

2. Capacidades Avançadas de Design de Proteínas:

3. Avanços em Biologia Sintética:

4. Metodologia de Treinamento Robusta:

5. Impacto nas Ciências Naturais e Aplicações Terapêuticas:

Esses destaques mostram o impacto revolucionário da IA no design de biomoléculas e como ela pode ser integrada a outros campos, como a pesquisa de cannabis medicinal e cogumelos terapêuticos, explorando novos compostos bioativos para tratamentos inovadores.

Afinal, a IA não substitui a natureza – ela a complementa, revelando caminhos que ainda não percorremos. Este é o futuro do bem-estar: um equilíbrio entre inovação e respeito pelo que é natural.

Reflexões para o futuro da ciência e do bem-estar

Deixe sua opinião nos comentários e participe dessa conversa sobre como a ciência pode transformar o futuro da saúde e do bem-estar.

Referências:

https://www.science.org/doi/10.1126/science.ads0018

https://elpais.com/salud-y-bienestar/2025-01-18/una-empresa-de-ia-genera-en-el-laboratorio-500-millones-de-anos-de-evolucion-hasta-dar-con-una-proteina-fluorescente-artificial.html

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