BioNTech i InstaDeep rozwijają system wczesnego ostrzegania dla wariantów COVID

Firma immunoterapeutyczna BioNTech (BNTX ) oraz firma AI InstaDeep opracowały nową metodę obliczeniową, która analizuje dane sekwencjonowania na całym świecie, aby przewidzieć wysokiego ryzyka warianty SARS-CoV-2. System wczesnego ostrzegania (EWS) wykorzystuje metryki AI obliczane na podstawie ucieczki immunologicznej i fitness.

Wykrywanie wariantów o wysokim ryzyku

Poprzez połączenie modelowania strukturalnego białka Spike i algorytmu AI, metoda szybko wykrywa potencjalne warianty o wysokim ryzyku wprowadzane do repozytoriów danych sekwencjonowania SARS-CoV-2. Może to zrobić w ciągu jednego dnia, a firmy były w stanie zwalidować przewidywania, używając wygenerowanych i publicznie dostępnych danych.

System zidentyfikował ponad 90% wariantów wyznaczonych przez Światową Organizację Zdrowia (WHO) średnio dwa miesiące wcześniej. Dla wariantów Alpha, Beta, Gamma, Theta, Eta i Omicron, EWS wykrył je w tym samym tygodniu, w którym ich sekwencja została po raz pierwszy przesłana.

Nowe badanie dowodzi, że EWS może ocenić nowe warianty w ciągu kilku minut i jest w pełni skalowalny, gdy nowe dane wariantów są publikowane.

BioNTech i InstaDeep

Ugur Sahin, M.D., jest dyrektorem generalnym i współzałożycielem BioNTech.

„Z zaawansowanymi metodami obliczeniowymi, które opracowaliśmy w ciągu ostatnich kilku miesięcy, możemy analizować informacje sekwencji białka Spike i klasyfikować nowe warianty według ich przewidywanej ucieczki immunologicznej i wyniku wiązania ACE2”, powiedział Sahin. „Wczesne ostrzeganie o potencjalnych wariantach o wysokim ryzyku może być skutecznym narzędziem, aby ostrzec badaczy, producentów szczepionek, władze zdrowia publicznego i decydentów, zapewniając im więcej czasu na reakcję na nowe warianty, które budzą obawy.”

Karim Beguir jest współzałożycielem i dyrektorem generalnym InstaDeep.

„Ponad 10 000 nowych sekwencji wariantów jest obecnie odkrywanych co tydzień, a eksperci ludzcy po prostu nie mogą radzić sobie z takimi złożonymi danymi w tej skali. Rozwiązaliśmy to wyzwanie, wdrożając potężne możliwości AI platformy DeepChain InstaDeep, połączone z wiedzą i technologią BioNTech dotyczącą SARS-CoV-2. Po raz pierwszy warianty o wysokim ryzyku mogą być wykrywane na miejscu, potencjalnie oszczędzając miesiące cennego czasu. Jesteśmy zadowoleni, że możemy udostępnić nasze badania i, co najważniejsze, spodziewamy się ich dalszego wpływu na świat rzeczywisty”, powiedział Beguir.

W ciągu 11-miesięcznego okresu EWS był w stanie odróżnić warianty wyznaczone przez WHO od tych, które nie zostały wyznaczone.

Nowo opracowany system powstaje, gdy BioNTech i InstaDeep kontynują współpracę w celu połączenia AI i immunologii, co robią od listopada 2020 roku. Obie firmy utworzyły wspólny laboratorium innowacji AI w Londynie, Wielkiej Brytanii, i Mainz, w Niemczech. Laboratorium ma na celu rozwój nowych odkryć leków i projektowania, inżynierii białek, produkcji i optymalizacji łańcucha dostaw.