BioNTech en InstaDeep ontwikkelen vroegwaarschuwingssysteem voor COVID-varianten

Immunotherapiebedrijf BioNTech (BNTX ) en AI-bedrijf InstaDeep hebben een nieuwe computationele methode ontwikkeld die wereldwijd sequentiegegevens analyseert om hoogrisicovarianten van SARS-CoV-2 te voorspellen. Het Early Warning System (EWS) gebruikt AI-gecalculeerde immuunontwijking- en fitnessmetrieken.

Hoogrisicovarianten detecteren

Door structurele modellering van het virale Spike-eiwit en AI-algoritmen te combineren, kan de methode potentieel hoogrisicovarianten snel detecteren die zijn ingevoerd in SARS-CoV-2-sequentiegegevensrepositories. Dit kan binnen één dag gebeuren, en de bedrijven konden de voorspellingen valideren door gegenereerde en openbaar beschikbare gegevens te gebruiken.

Het systeem heeft meer dan 90% van de door de Wereldgezondheidsorganisatie (WHO) aangewezen varianten gemiddeld twee maanden van tevoren geïdentificeerd. Voor de varianten Alpha, Beta, Gamma, Theta, Eta en Omicron detecteerde het EWS deze in dezelfde week waarin de sequentie voor het eerst werd geüpload.

De nieuwe studie toont aan dat het EWS nieuwe varianten in een kwestie van minuten kan beoordelen, en het is volledig schaalbaar naarmate nieuwe variantgegevens worden vrijgegeven.

BioNTech en InstaDeep

Ugur Sahin, M.D., is Chief Executive Officer en medeoprichter van BioNTech.

“Met de geavanceerde computationele methoden die we de afgelopen maanden hebben ontwikkeld, kunnen we sequentie-informatie van het Spike-eiwit analyseren en nieuwe varianten rangschikken volgens hun voorspelde immuunontwijking en ACE2-bindingscore,” zei Sahin. “Vroegtijdige signalering van potentieel hoogrisicovarianten kan een effectief hulpmiddel zijn om onderzoekers, vaccinontwikkelaars, gezondheidsautoriteiten en beleidsmakers te waarschuwen, waardoor er meer tijd is om te reageren op nieuwe varianten van zorg.”

Karim Beguir is medeoprichter en CEO van InstaDeep.

“Meer dan 10.000 nieuwe variantsequenties worden momenteel elke week ontdekt en menselijke experts kunnen niet omgaan met complexe gegevens op deze schaal. We hebben deze uitdaging aangepakt door de krachtige AI-mogelijkheden van InstaDeep’s DeepChain-platform te combineren met BioNTech’s SARS-CoV-2-kennis en -technologie. Voor het eerst kunnen hoogrisicovarianten mogelijk op het moment van detectie worden gedetecteerd, waardoor mogelijk maanden aan waardevolle tijd kunnen worden bespaard. We zijn blij om onze onderzoeksresultaten openbaar te maken en, het belangrijkste, kijken we uit naar de voortdurende impact in de praktijk,” zei Beguir.

Gedurende een periode van 11 maanden kon het EWS de door de WHO aangewezen varianten onderscheiden van de niet-aangewezen varianten.

Het nieuw ontwikkelde systeem komt als BioNTech en InstaDeep doorgaan met het combineren van AI en immunologie, wat de bedrijven sinds november 2020 doen. De twee bedrijven hebben een gezamenlijk AI-innovatielab opgericht in Londen, VK, en Mainz, Duitsland. Het lab is gericht op het bevorderen van nieuwe geneesmiddelontdekking en -ontwerp, eiwittechnologie, productie en optimalisatie van de supply chain.