BioNTech, InstaDeep sviluppa un sistema di rilevamento di allerta precoce per le varianti COVID

Azienda di immunoterapia Biontech e AI-società InstaDeep hanno sviluppato un nuovo metodo computazionale che analizza i dati di sequenziamento in tutto il mondo per prevedere le varianti ad alto rischio di SARS-CoV-2. L'Early Warning System (EWS) utilizza la fuga immunitaria calcolata dall'intelligenza artificiale e le metriche di fitness.

Rilevamento di varianti ad alto rischio

Combinando la modellazione strutturale della proteina virale Spike e l'algoritmo AI, il metodo rileva rapidamente potenziali varianti ad alto rischio inserite nei repository di dati della sequenza SARS-CoV-2. Può farlo in un giorno e le aziende sono state in grado di convalidare le previsioni utilizzando dati generati e pubblicamente disponibili.

Il sistema ha identificato oltre il 90% delle varianti designate dall'Organizzazione mondiale della sanità (OMS) in media con due mesi di anticipo. Per le varianti Alpha, Beta, Gamma, Theta, Eta e Omicron, l'EWS le ha rilevate nella stessa settimana in cui è stata caricata per la prima volta la sequenza. 

Il nuovo studio dimostra che l'EWS può valutare nuove varianti in pochi minuti ed è completamente scalabile man mano che vengono rilasciati nuovi dati sulle varianti. 

BioNTech e InstaDeep 

Ugur Sahin, MD, è amministratore delegato e co-fondatore di BioNTech.

"Con i metodi computazionali avanzati che abbiamo sviluppato negli ultimi mesi, possiamo analizzare le informazioni sulla sequenza della proteina Spike e classificare nuove varianti in base alla loro fuga immunitaria prevista e al punteggio di legame ACE2", ha affermato Sahin. "La segnalazione precoce di potenziali varianti ad alto rischio potrebbe essere uno strumento efficace per allertare ricercatori, sviluppatori di vaccini, autorità sanitarie e responsabili politici, fornendo così più tempo per rispondere a nuove varianti preoccupanti".

Karim Beguir è co-fondatore e CEO di InstaDeep.

“Ogni settimana vengono attualmente scoperte più di 10,000 nuove sequenze di varianti e gli esperti umani semplicemente non possono far fronte a dati complessi su questa scala. Abbiamo affrontato questa sfida implementando le potenti funzionalità di intelligenza artificiale della piattaforma DeepChain di InstaDeep combinate con il know-how e la tecnologia SARS-CoV-2 di BioNTech. Per la prima volta, le varianti ad alto rischio potrebbero essere rilevate sul posto, risparmiando potenzialmente mesi di tempo prezioso. Siamo felici di rendere pubblicamente disponibile il nostro lavoro di ricerca e, cosa più importante, attendiamo con impazienza il suo continuo impatto nel mondo reale", ha affermato Beguir.

Durante un periodo di 11 mesi, l'EWS è stato in grado di distinguere le varianti designate dall'OMS da quelle non designate.

Il nuovo sistema arriva mentre BioNTech e InstaDeep continuano a lavorare insieme per combinare intelligenza artificiale e immunologia, cosa che le società stanno facendo da novembre 2020. Le due società hanno istituito un laboratorio di innovazione AI congiunto a Londra, nel Regno Unito, e a Magonza, in Germania. Il laboratorio ha lo scopo di promuovere la scoperta e la progettazione di nuovi farmaci, l'ingegneria delle proteine, la produzione e l'ottimizzazione della catena di approvvigionamento.