BioNTech, InstaDeep utvecklar system för tidig varningsdetektering för COVID-varianter

Immunterapiföretag Biontech och AI-företag InstaDeep har utvecklat en ny beräkningsmetod som analyserar världsomspännande sekvenseringsdata för att förutsäga högriskvarianter av SARS-CoV-2. Early Warning System (EWS) använder AI-beräknade immunflykt och fitnessmätningar.

Upptäcka högriskvarianter

Genom att kombinera strukturell modellering av det virala Spike-proteinet och AI-algoritmen upptäcker metoden snabbt potentiella högriskvarianter som lagts in i SARS-CoV-2-sekvensdatalager. Det kan göra detta inom en dag, och företagen kunde validera förutsägelserna genom att använda genererad och allmänt tillgänglig data.

Systemet identifierade mer än 90 % av varianterna av Världshälsoorganisationen (WHO) i genomsnitt två månader i förväg. För varianterna Alpha, Beta, Gamma, Theta, Eta och Omicron upptäckte EWS dem samma vecka som dess sekvens först laddades upp. 

Den nya studien visar att EWS kan utvärdera nya varianter på några minuter, och det är fullt skalbart när nya variantdata släpps. 

BioNTech och InstaDeep 

Ugur Sahin, MD, är verkställande direktör och medgrundare av BioNTech.

"Med de avancerade beräkningsmetoder som vi har utvecklat under de senaste månaderna kan vi analysera sekvensinformation för Spike-proteinet och rangordna nya varianter enligt deras förutspådda immunflykt och ACE2-bindningspoäng," sa Sahin. "Tidig flaggning av potentiella högriskvarianter kan vara ett effektivt verktyg för att varna forskare, vaccinutvecklare, hälsomyndigheter och beslutsfattare, och därigenom ge mer tid att svara på nya varianter av oro."

Karim Beguir är medgrundare och VD för InstaDeep.

"Mer än 10,000 2 nya variantsekvenser upptäcks för närvarande varje vecka och mänskliga experter kan helt enkelt inte klara av komplexa data i denna skala. Vi har tagit itu med denna utmaning genom att implementera de kraftfulla AI-funktionerna hos InstaDeeps DeepChain-plattform i kombination med BioNTechs SARS-CoV-XNUMX-kunskap och teknologi. För första gången kunde högriskvarianter upptäckas på plats, vilket skulle kunna spara månader av dyrbar tid. Vi är glada över att göra vårt forskningsarbete offentligt tillgängligt och, viktigast av allt, ser fram emot dess fortsatta verkliga inverkan, säger Beguir.

Under en 11-månadersperiod kunde EWS särskilja de WHO-utsedda varianterna från de odesignade.

Det nyutvecklade systemet kommer när BioNTech och InstaDeep fortsätter att arbeta tillsammans för att kombinera AI och immunologi, vilket företagen har gjort sedan november 2020. De två företagen etablerade ett gemensamt AI-innovationslab i London, Storbritannien, och Mainz, Tyskland. Labbet syftar till att utveckla nya läkemedelsupptäckter och design, proteinteknik, tillverkning och optimering av försörjningskedjan.