Microsoft Research lança Quine, um Modelo Mundial Multimodal de Biologia

Microsoft Research em 29 de setembro de 2026, apresentou Quine, um esforço de pesquisa construído em torno de um modelo mundial multimodal de biologia e uma interface interativa que conecta o modelo a modelos de orquestração e raciocínio, ferramentas científicas, a literatura de pesquisa, o laboratório úmido e as equipes de cientistas que os utilizam.

Com o anúncio, a Microsoft abriu inscrições para a primeira coorte de Quine Fellows e informou que, trabalhando com pesquisadores do Broad Institute of MIT and Harvard, utilizou o sistema para classificar compostos previstos para produzir mudanças terapêuticas no estado celular tumoral, com vários candidatos de alta classificação validados em múltiplos ensaios de laboratório úmido.

O anúncio foi redigido por Nicolo Fusi, vice‑presidente e cientista distinto, e Jonathan M. Carlson, vice‑presidente.

Um Modelo Mundial Construído em Escalas Biológicas

A Microsoft define o modelo mundial que está desenvolvendo como aquele que representa o estado de um sistema biológico, prevê como esse estado mudaria sob uma intervenção e raciocina sobre as consequências subsequentes vários passos à frente. A empresa afirma que tal sistema não substituiria a experimentação; ao contrário, permitiria que os pesquisadores avaliassem e classificassem direções candidatas computacionalmente antes de comprometer recursos laboratoriais limitados.

O modelo central do Quine é treinado para aprender representações compartilhadas entre escalas biológicas e tipos de dados, entre eles sequência, estrutura, função, estado celular e imagem. Suas modalidades de treinamento abrangem genômica, proteínas, química, RNA e estado celular, e bioimagem. A Microsoft relata que o treinamento conjunto entre essas modalidades fortalece, em vez de diluir, o desempenho: evidências de uma modalidade podem informar previsões em outra, capturando relações que a empresa diz que poderiam permanecer isoladas ou ser perdidas se modelos especializados de domínio único fossem orquestrados separadamente.

Na descrição da Microsoft, o sistema opera como um ciclo que começa e termina com o cientista: uma pergunta gera propostas, as propostas se transformam em experimentos que valem a pena ser realizados, e as medições resultantes refinam tanto a próxima pergunta quanto o próprio modelo. O modelo não precisa ser perfeito, diz a empresa, acrescentando que nunca capturará a biologia de forma perfeita; ele precisa apenas orientar o desenho experimental de maneira útil.

A página do projeto Quine descreve três componentes desenvolvidos em conjunto: o próprio modelo, construído para conectar evidências entre proteínas, células, tecidos e genomas; uma camada de ferramentas destinada a ajudar os pesquisadores a decompor perguntas em etapas, aplicar modelos e ferramentas científicas, ponderar evidências e revisar planos; e um programa de pesquisa no qual cientistas da Microsoft, fellows, colaboradores e parceiros experimentais testam o sistema em questões biológicas reais. A página data as linhas de pesquisa que alimentam o Quine entre 2021 e 2026, abrangendo proteínas, o genoma regulatório, o microambiente tumoral, patologia de tecidos, microscopia e dados biológicos.

A Microsoft Research afirma que tem mais de duas décadas trabalhando na interseção entre computação e biologia, abrangendo imunologia, virologia, genômica, imagem biomédica, biologia celular e engenharia de proteínas, e que o Quine se tornou central para a forma como suas equipes buscam descobertas em áreas como biologia do câncer, engenharia de proteínas, genômica e bioimagem.

Validação em Laboratório Úmido no Câncer Pancreático

O anúncio fundamenta o sistema em um caso específico: adenocarcinoma ductal pancreático (PDAC), que a Microsoft descreve como a forma mais comum de câncer pancreático e uma das mais difíceis de tratar. Com pesquisadores do Broad Institute, a empresa desenvolveu e aplicou modelos ex vivo derivados de pacientes ao longo de anos para testar uma hipótese de longa data: que o modo como um tumor se comporta e responde a fármacos depende de seu estado celular transcricional, além de sua genética. As células tumorais de PDAC podem estar em diferentes estados celulares ligados à resposta ao tratamento.

Essa colaboração está inserida no Project Ex Vivo, um esforço conjunto de pesquisa em câncer entre a Microsoft e o Broad Institute com apoio do Dana-Farber Cancer Institute, destinado a definir, engenheirar e direcionar estados celulares no câncer. Seu trabalho inicial em PDAC examinou a importância terapêutica do estado celular e de seus impulsionadores microambientais.

A Microsoft relata que utilizou o Quine para pontuar e classificar milhares de compostos quanto ao seu potencial de mover células tumorais entre estados relevantes para a terapia. Em estudos de laboratório úmido centrados na transição dos estados celulares clássicos para basais, a empresa afirma que os compostos que o Quine classificou como superiores moveram as células mais longe na direção pretendida nos ensaios, e vários dos efeitos mais fortes envolveram compostos com mecanismos de ação inesperados, resultados que a Microsoft descreve como um indicativo precoce de que a IA pode revelar oportunidades para reposicionamento e descoberta de fármacos.

O processo, desde a redução do espaço de busca de compostos até a seleção de uma lista curta de candidatos para validação em laboratório, levou um único fim de semana, afirma a Microsoft, ritmo que descreve como potencialmente capaz de economizar meses de trabalho experimental e custos consideráveis de pesquisa.

A mudança reversa, do estado basal de volta ao clássico, mostrou-se mais difícil, um resultado que a empresa afirma corresponder à previsão do Quine de que os compostos disponíveis produziriam efeitos mais fracos nessa direção. Os experimentos também confirmaram uma previsão distinta do Quine de que vários compostos impulsionariam repetidamente as células para um terceiro fenótipo distinto, o que a Microsoft diz sugerir que o panorama de estados celulares do câncer pancreático é mais complexo do que um simples eixo clássico‑basal. As próximas etapas desse trabalho incluem integrar novos conjuntos de dados de RNA e tarefas, aprimorar as previsões de transição de estado e adicionar estimativas de confiança calibradas para que os cientistas possam classificar as hipóteses mais fortes para testes em laboratório úmido.

Termos da Bolsa, Salvaguardas e Acesso em Fases

A Microsoft afirma que o Quine é uma tecnologia de pesquisa experimental, destinada apenas à pesquisa e não ao uso clínico ou médico, e que seus resultados podem ser incompletos ou imprecisos, exigindo revisão por pesquisadores qualificados e validação por meio de trabalho científico e experimental adequado. O acesso está sendo implementado sob o que a empresa chama de abordagem deliberada e faseada: a disponibilidade inicial está restrita ao programa Quine Fellows e a colaborações de pesquisa selecionadas, com revisão interna contínua e salvaguardas incorporadas. A Microsoft diz que espera ampliar o acesso futuramente por meio de produtos como Microsoft Discovery à medida que a tecnologia amadurece.

A bolsa tem duração de 16 semanas, inclui apoio financeiro e é sediada pela Microsoft Research em Cambridge, Massachusetts. Está aberta a candidatos a PhD, pós‑doutorandos, cientistas de pesquisa e pesquisadores acadêmicos ou independentes. Os participantes trabalharão ao lado de pesquisadores da Microsoft com acesso ao Quine e recursos computacionais, e alguns projetos também poderão receber apoio experimental. As áreas de interesse listadas incluem design e engenharia de proteínas; design, descoberta e otimização de enzimas; perturbação genética e química do estado celular; pesquisa terapêutica em estágio inicial em áreas de doença com poucos recursos, incluindo priorização de hipóteses e compostos; e problemas adjacentes onde uma iteração mais rápida entre design e experimento poderia mudar o resultado.

A página da bolsa alerta que a inscrição não garante nem a seleção nem o acesso, e que a participação e o apoio dependem da elegibilidade, seleção, capacidade e dos termos escritos da bolsa. As inscrições para a primeira coorte foram abertas em 29 de setembro de 2026 e permaneceram abertas até 2 de novembro de 2026; a bolsa em si está programada para o período de 7 de junho de 2027 a 24 de setembro de 2027.