BioNTech og InstaDeep udvikler tidlig advarselssystem til COVID-varianter

Immunoterapi-virksomheden BioNTech (BNTX ) og AI-virksomheden InstaDeep har udviklet en ny beregningsmetode, der analyserer verdensomspændende sekvensdata for at forudsige højrisikovariationer af SARS-CoV-2. Det tidlige advarselssystem (EWS) bruger AI-beregnet immunitetsundgåelse og fitness-målinger.

Opdækning af højrisikovariationer

Ved at kombinere strukturmodellering af det virale Spike-protein og AI-algoritme kan metoden hurtigt opdage potentielle højrisikovariationer, der er indtastet i SARS-CoV-2-sekvensdata-repositorier. Det kan gøres inden for en dag, og virksomhederne kunne validerer forudsigelserne ved at bruge genereret og offentligt tilgængelig data.

Systemet identificerede mere end 90% af Verdenssundhedsorganisationens (WHO) designerede varianter i gennemsnit to måneder i forvejen. For varianterne Alpha, Beta, Gamma, Theta, Eta og Omicron opdagede EWS dem i samme uge, som deres sekvens først blev uploadet.

Den nye studie viser, at EWS kan evaluere nye varianter på få minutter, og det er fuldt skalerbart, når nye variantdata udgives.

BioNTech og InstaDeep

Ugur Sahin, M.D., er administrerende direktør og medstifter af BioNTech.

“Med de avancerede beregningsmetoder, vi har udviklet over de sidste måneder, kan vi analysere sekvensinformation om Spike-proteinet og rangere nye varianter efter deres forventede immunitetsundgåelse og ACE2-bindingsscore,” sagde Sahin. “Tidlig flagning af potentielle højrisikovariationer kan være et effektivt værktøj til at advare forskere, vaccinerudviklere, sundhedsmyndigheder og beslutningstagerne, og dermed give mere tid til at reagere på nye varianter af bekymring.”

Karim Beguir er medstifter og administrerende direktør af InstaDeep.

“Der opdages mere end 10.000 nye variantsekvenser hver uge, og menneskelige eksperter kan simpelthen ikke håndtere komplekse data i denne skala. Vi har adresseret denne udfordring ved at udtrække de kraftfulde AI-kapaciteter fra InstaDeeps DeepChain-platform kombineret med BioNTechs SARS-CoV-2-kendskab og teknologi. For første gang kan højrisikovariationer opdages på stedet, potentielt sparende måneder af kostbar tid. Vi er glade for at gøre vores forskningsarbejde offentligt tilgængeligt og, aller mest, ser frem til dets fortsatte reelle virkning,” sagde Beguir.

Under en 11-måneders periode kunne EWS skelne mellem WHO-designerede varianter og ikke-designerede.

Det nyligt udviklede system kommer, da BioNTech og InstaDeep fortsætter med at arbejde sammen om at kombinere AI og immunologi, hvilket virksomhederne har gjort siden november 2020. De to virksomheder etablerede et fælles AI-innovationslaboratorium i London, Storbritannien, og Mainz, Tyskland. Laboratoriet er rettet mod at fremme nyt lægemiddelforskning og design, protein-teknik, produktion og forsyningskædeoptimering.