BioNTech und InstaDeep entwickeln ein Frühwarnsystem für COVID-Varianten

Das Immuntherapie-Unternehmen BioNTech (BNTX ) und das KI-Unternehmen InstaDeep haben eine neue computergestützte Methode entwickelt, die weltweite Sequenzierungsdaten analysiert, um hochrisikoreiche Varianten von SARS-CoV-2 vorherzusagen. Das Frühwarnsystem (EWS) verwendet KI-berechnete Immunescape- und Fitnessmetriken.

Erkennung von Hochrisikovarianten

Durch die Kombination von Strukturmodellierung des viralen Spike-Proteins und KI-Algorithmus kann die Methode potenziell hochrisikoreiche Varianten, die in SARS-CoV-2-Sequenzdaten-Repositorys eingetragen sind, schnell erkennen. Dies kann innerhalb von einem Tag erfolgen, und die Unternehmen konnten die Vorhersagen durch generierte und öffentlich verfügbare Daten validieren.

Das System identifizierte im Durchschnitt mehr als 90% der von der Weltgesundheitsorganisation (WHO) bezeichneten Varianten zwei Monate im Voraus. Für die Varianten Alpha, Beta, Gamma, Theta, Eta und Omikron detektierte das EWS diese in der gleichen Woche, in der ihre Sequenz erstmals hochgeladen wurde.

Die neue Studie zeigt, dass das EWS neue Varianten in nur wenigen Minuten bewerten kann und vollständig skalierbar ist, wenn neue Variantendaten veröffentlicht werden.

BioNTech und InstaDeep

Ugur Sahin, M.D., ist Chief Executive Officer und Mitgründer von BioNTech.

“Mit den fortschrittlichen computergestützten Methoden, die wir in den letzten Monaten entwickelt haben, können wir Sequenzinformationen des Spike-Proteins analysieren und neue Varianten nach ihrem vorhergesagten Immunescape- und ACE2-Bindungsscore bewerten”, sagte Sahin. “Eine frühzeitige Identifizierung potenziell hochrisikoreicher Varianten könnte ein effektives Werkzeug sein, um Forscher, Impfstoffentwickler, Gesundheitsbehörden und politische Entscheidungsträger zu warnen und ihnen so mehr Zeit zu geben, auf neue Varianten von Bedenken zu reagieren.”

Karim Beguir ist Mitgründer und CEO von InstaDeep.

“Mehr als 10.000 neue Variantensequenzen werden derzeit jede Woche entdeckt, und menschliche Experten können mit komplexen Daten in diesem Umfang einfach nicht umgehen. Wir haben diese Herausforderung angegangen, indem wir die leistungsstarken KI-Fähigkeiten der DeepChain-Plattform von InstaDeep mit dem Know-how und der Technologie von BioNTech zu SARS-CoV-2 kombiniert haben. Erstmals könnten hochrisikoreiche Varianten auf der Stelle erkannt werden, was möglicherweise Monate wertvoller Zeit sparen könnte. Wir freuen uns, unsere Forschungsarbeit öffentlich zugänglich zu machen und freuen uns insbesondere auf ihre weitere realweltliche Auswirkung”, sagte Beguir.

Während eines 11-monatigen Zeitraums konnte das EWS die von der WHO bezeichneten Varianten von den nicht bezeichneten Varianten unterscheiden.

Das neu entwickelte System kommt, während BioNTech und InstaDeep weiterhin zusammenarbeiten, um KI und Immunologie zu kombinieren, was die Unternehmen seit November 2020 tun. Die beiden Unternehmen gründeten ein gemeinsames KI-Innovationslabor in London, UK, und Mainz, Deutschland. Das Labor zielt darauf ab, die Entdeckung neuer Medikamente und ihre Gestaltung, Protein-Engineering, Herstellung und Optimierung der Lieferkette voranzutreiben.