BioNTech ja InstaDeep kehittivät varhaisen hälytysjärjestelmän COVID-19 -virusmuunnoksille

Immunoterapiaan erikoistunut BioNTech (BNTX ) ja tekoälyyritys InstaDeep ovat kehittäneet uuden laskennallisen menetelmän, joka analysoi maailmanlaajuista sekvensointitietoa ennustamaan SARS-CoV-2 -viruksen korkean riskin muunnoksia. Varhaisen hälytysjärjestelmän (EWS) käyttää tekoälyllä laskettuja immuunipakoa ja kuntoarvoja.

Korkean riskin muunnosten havaitseminen

Yhdistämällä viruksen Spike-proteiinin rakenteellisen mallinnuksen ja tekoälyalgoritmin, menetelmä havaitsee nopeasti potentiaaliset korkean riskin muunnokset, jotka on tallennettu SARS-CoV-2 -sekvenssitietokantoihin. Tämä voidaan tehdä yhden päivän kuluessa, ja yritykset pystyivät vahvistamaan ennusteet käyttämällä luotuja ja julkisesti saatavilla olevia tietoja.

Järjestelmä tunnisti yli 90 % Maailman terveysjärjestön (WHO) määritetyistä muunnoksista keskimäärin kaksi kuukautta etukäteen. Alfa-, beeta-, gamma-, theta-, eta- ja omikron-muunnoksille EWS havaitsi ne samalla viikolla, kun niiden sekvenssi tallennettiin ensimmäisen kerran.

Uusi tutkimus osoittaa, että EWS voi arvioida uusia muunnoksia muutamassa minuutissa, ja se on täysin skaalautuva, kun uusia muunnostietoja julkaistaan.

BioNTech ja InstaDeep

Ugur Sahin, MD, on BioNTechin toimitusjohtaja ja perustaja.

“Kehittämämme edistyneillä laskennallilla menetelmillä voimme analysoida Spike-proteiinin sekvenssitietoja ja luokitella uudet muunnokset niiden ennustetun immuunipakon ja ACE2 -sitoutumisen perusteella”, Sahin sanoi. “Varhainen korkean riskin muunnosten tunnistaminen voisi olla tehokas väline tutkijoille, rokotteen kehittäjille, terveysviranomaisille ja päättäjille, mikä antaisi enemmän aikaa reagoida uusiin huolenaiheuttaviin muunnoksiin.”

Karim Beguir on InstaDeepin perustaja ja toimitusjohtaja.

“Yli 10 000 uutta muunnossekvenssiä havaitaan tällä hetkellä joka viikko, ja ihmisasiantuntijat eivät pysty käsittelemään tällaisia monimutkaisia tietoja tässä mittakaavassa. Olemme ratkaisseet tämän haasteen käyttämällä InstaDeepin DeepChain-alustan voimakkaita tekoälyominaisuuksia yhdistettynä BioNTechin SARS-CoV-2 -osaamiseen ja teknologiaan. Ensimmäistä kertaa korkean riskin muunnokset voidaan havaita paikan päällä, mikä voi säästää kuukausia arvokasta aikaa. Olemme iloisia voidessamme tehdä tutkimustyömme julkisesti saatavilla ja odotamme sen jatkuvaan vaikutukseen käytännössä”, Beguir sanoi.

11 kuukauden aikana EWS pystyi erottamaan WHO:n määrittämät muunnokset määrittämättömistä.

Uusi järjestelmä kehitettiin, kun BioNTech ja InstaDeep jatkavat yhteistyötä yhdistääkseen tekoälyä ja immunologiaa, mihin yritykset ovat ryhtyneet marraskuusta 2020 lähtien. Yritykset perustivat yhteisen tekoälyinnovaatiolaboratorion Lontooseen, Iso-Britanniaan, ja Mainziin, Saksaan. Laboratorio on tarkoitettu uusien lääkeaineiden löytämiseen ja suunnitteluun, proteiinien insinöörintiin, valmistukseen ja toimitusketjun optimointiin.