Microsoft Research dévoile Quine, un modèle mondial multimodal de la biologie

Microsoft Research, le 29 septembre 2026, a présenté Quine, un effort de recherche construit autour d’un modèle mondial multimodal de la biologie et d’une interface interactive qui relie le modèle aux modèles d’orchestration et de raisonnement, aux outils scientifiques, à la littérature de recherche, au laboratoire humide et aux équipes de scientifiques qui les utilisent.

Avec cette annonce, Microsoft a ouvert les candidatures pour la première cohorte de Quine Fellows et a indiqué que, en collaboration avec des chercheurs du Broad Institute of MIT and Harvard, elle a utilisé le système pour classer les composés dont on prédit qu’ils induisent des changements thérapeutiques dans l’état des cellules tumorales, plusieurs des candidats les mieux classés ayant été validés dans de multiples essais en laboratoire humide.

L’annonce est signée par Nicolo Fusi, vice-président et scientifique distingué, et Jonathan M. Carlson, vice-président.

Un modèle mondial construit à travers les échelles biologiques

Microsoft définit le modèle mondial qu’elle poursuit comme celui qui représente l’état d’un système biologique, prédit comment cet état évoluerait sous une intervention, et raisonne sur les conséquences en aval plusieurs étapes à l’avance. L’entreprise affirme qu’un tel système ne remplacerait pas l’expérimentation ; au contraire, il permettrait aux chercheurs d’évaluer et de classer les directions candidates de façon computationnelle avant d’engager des ressources de laboratoire limitées.

Le modèle de base de Quine est entraîné à apprendre des représentations partagées à travers les échelles biologiques et les types de données, parmi lesquels la séquence, la structure, la fonction, l’état cellulaire et l’imagerie. Ses modalités d’entraînement couvrent la génomique, les protéines, la chimie, l’ARN et l’état cellulaire, ainsi que la bioimagerie. Microsoft indique que l’entraînement conjoint de ces modalités renforce plutôt que dilue les performances : des preuves provenant d’une modalité peuvent éclairer les prédictions dans une autre, capturant des relations que l’entreprise estime pouvoir rester cloisonnées ou être perdues si des modèles spécialisés à domaine unique étaient orchestrés séparément.

Dans la description de Microsoft, le système fonctionne comme un cycle qui commence et se termine avec le scientifique : une question génère des propositions, les propositions se transforment en expériences à mener, et les mesures résultantes affinent à la fois la question suivante et le modèle lui‑même. Le modèle n’a pas besoin d’être parfait, indique l’entreprise, ajoutant qu’il ne capturera jamais la biologie de façon parfaite ; il doit simplement guider la conception expérimentale de manière utile.

La page du projet Quine décrit trois composantes développées en parallèle : le modèle lui‑même, conçu pour relier les preuves à travers les protéines, les cellules, les tissus et les génomes ; une couche d’outils destinée à aider les chercheurs à décomposer les questions en étapes, appliquer les modèles et les outils scientifiques, peser les preuves et réviser les plans ; et un programme de recherche dans lequel les scientifiques, fellows, collaborateurs et partenaires expérimentaux de Microsoft testent le système sur de vraies questions biologiques. La page situe les lignes de recherche alimentant Quine entre 2021 et 2026, couvrant les protéines, le génome régulateur, le micro‑environnement tumoral, la pathologie tissulaire, la microscopie et les données biologiques.

Microsoft Research affirme qu’elle a passé plus de deux décennies à travailler à l’intersection du calcul et de la biologie, couvrant l’immunologie, la virologie, la génomique, l’imagerie biomédicale, la biologie cellulaire et l’ingénierie des protéines, et que Quine est devenu central dans la manière dont ses équipes poursuivent la découverte dans des domaines tels que la biologie du cancer, l’ingénierie des protéines, la génomique et la bioimagerie.

Validation en laboratoire humide dans le cancer du pancréas

L’annonce ancre le système dans un cas précis : l’adénocarcinome canalaire pancréatique (PDAC), que Microsoft décrit comme la forme la plus courante de cancer du pancréas et parmi les plus difficiles à traiter. En collaboration avec des chercheurs du Broad Institute, l’entreprise a développé et appliqué pendant des années des modèles ex‑vivo dérivés de patients afin de tester une hypothèse de longue date : que le comportement d’une tumeur et sa réponse aux médicaments dépendent de son état cellulaire transcriptionnel ainsi que de sa génétique. Les cellules tumorales du PDAC peuvent se trouver dans différents états cellulaires liés à la réponse au traitement.

Cette collaboration s’inscrit dans le cadre de Project Ex Vivo, un effort conjoint de recherche sur le cancer entre Microsoft et le Broad Institute avec le soutien du Dana-Farber Cancer Institute, visant à définir, concevoir et cibler les états cellulaires dans le cancer. Son travail initial sur le PDAC a examiné l’importance thérapeutique de l’état cellulaire et de ses facteurs microenvironnementaux.

Microsoft indique avoir utilisé Quine pour évaluer et classer des milliers de composés selon leur potentiel à faire passer les cellules tumorales d’un état à un autre pertinent pour la thérapie. Dans des études en laboratoire humide centrées sur le passage des états cellulaires classiques aux états basaux, l’entreprise affirme que les composés les mieux classés par Quine ont déplacé les cellules le plus loin dans la direction souhaitée à travers les essais, et que plusieurs des effets les plus marqués impliquaient des composés aux mécanismes d’action inattendus, résultats que Microsoft décrit comme une première indication que l’IA peut faire émerger des opportunités de repositionnement et de découverte de médicaments.

Le processus, depuis la réduction de l’espace de recherche des composés jusqu’à la sélection d’une courte liste de candidats pour la validation en laboratoire, a pris un seul week‑end, selon Microsoft, un rythme qu’elle décrit comme pouvant économiser des mois de travail expérimental et des coûts de recherche considérables.

Le passage inverse, du basal au classique, s’est avéré plus difficile, un résultat que l’entreprise affirme correspond à la prédiction de Quine selon laquelle les composés disponibles produiraient des effets plus faibles dans cette direction. Les expériences ont également confirmé une autre prédiction de Quine selon laquelle plusieurs composés pousseraient de façon récurrente les cellules vers un troisième phénotype distinct, ce que Microsoft indique suggérer que le paysage des états cellulaires du cancer du pancréas est plus complexe qu’un simple axe classique‑basale. Les prochaines étapes de ce travail comprennent l’intégration de nouveaux ensembles de données ARN et de nouvelles tâches, l’affinement des prédictions de transition d’état, et l’ajout d’estimations de confiance calibrées afin que les scientifiques puissent classer les hypothèses les plus fortes pour les tests en laboratoire humide.

Conditions de la bourse, garanties et accès progressif

Microsoft indique que Quine est une technologie de recherche expérimentale, destinée uniquement à la recherche et non à un usage clinique ou médical, et que ses résultats peuvent être incomplets ou inexacts, nécessitant une révision par des chercheurs qualifiés et une validation par des travaux scientifiques et expérimentaux appropriés. L’accès est déployé selon ce que l’entreprise qualifie d’approche délibérée et progressive : la disponibilité initiale est limitée au programme Quine Fellows et à certaines collaborations de recherche, avec un examen interne continu et des garde‑fous intégrés. Microsoft affirme qu’elle prévoit d’élargir l’accès ultérieurement via des produits tels que Microsoft Discovery à mesure que la technologie mûrit.

La bourse dure 16 semaines, comprend un soutien financier et est hébergée par Microsoft Research à Cambridge, Massachusetts. Elle est ouverte aux candidats au doctorat, aux postdoctorants, aux chercheurs scientifiques et aux chercheurs universitaires ou indépendants. Les participants travailleront aux côtés des chercheurs de Microsoft avec un accès à Quine et aux ressources informatiques, et certains projets pourront également bénéficier d’un soutien expérimental. Les domaines d’intérêt répertoriés comprennent la conception et l’ingénierie des protéines ; la conception, la découverte et l’optimisation des enzymes ; la perturbation génétique et chimique de l’état cellulaire ; la recherche thérapeutique précoce dans des zones pathologiques sous‑financées, incluant la priorisation d’hypothèses et de composés ; ainsi que les problèmes connexes où une itération plus rapide entre conception et expérimentation pourrait changer le résultat.

La page de la bourse avertit que la candidature ne garantit ni la sélection ni l’accès, et que la participation et le soutien dépendent de l’éligibilité, de la sélection, de la capacité et des conditions écrites de la bourse. Les candidatures pour la première cohorte ont été ouvertes le 29 septembre 2026 et se sont poursuivies jusqu’au 2 novembre 2026 ; la bourse elle‑même est prévue du 7 juin 2027 au 24 septembre 2027.