BioNTech och InstaDeep utvecklar tidig varningssystem för COVID-varianter

Immunoterapiföretaget BioNTech (BNTX ) och AI-företaget InstaDeep har utvecklat en ny beräkningsmetod som analyserar världsomspännande sekvenseringsdata för att förutsäga högriskvarianter av SARS-CoV-2. Det tidiga varningssystemet (EWS) använder AI-beräknade immunkrav och fitnessmått.

Upptäckt av högriskvarianter

Genom att kombinera strukturmodellering av virusets Spike-protein och AI-algoritm kan metoden snabbt upptäcka potentiella högriskvarianter som införs i SARS-CoV-2-sekvensdataarkiv. Det kan göras inom en dag, och företagen kunde validera förutsägelserna genom att använda genererade och offentligt tillgängliga data.

Systemet identifierade mer än 90% av Världshälsoorganisationens (WHO) utnämnda varianter 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 ny variantdata släpps.

BioNTech och InstaDeep

Ugur Sahin, M.D., är VD och medgrundare av BioNTech.

“Med de avancerade beräkningsmetoderna som vi har utvecklat under de senaste månaderna kan vi analysera sekvensinformationen för Spike-proteinet och rangordna nya varianter enligt deras förutsagda immunkrav och ACE2-bindningspoäng”, sa Sahin. “Tidig flaggning av potentiella högriskvarianter kan vara ett effektivt verktyg för att varna forskare, vaccintillverkare, hälsovårdspersonal och beslutsfattare, vilket ger mer tid att svara på nya varianter av oro.”

Karim Beguir är medgrundare och VD för InstaDeep.

“Mer än 10 000 nya variantsekvenser upptäcks varje vecka och mänskliga experter kan inte hantera komplexa data i den här skalan. Vi har mött utmaningen genom att distribuera de kraftfulla AI-funktionerna i InstaDeeps DeepChain-plattform i kombination med BioNTechs SARS-CoV-2-kunskap och teknik. För första gången kan högriskvarianter upptäckas på plats, vilket potentiellt kan spara månader av dyrbar tid. Vi är glada att göra vår forskningsarbete offentligt tillgängligt och, framför allt, ser fram emot dess fortsatta reella inverkan”, sa Beguir.

Under en period av 11 månader kunde EWS skilja på WHO-utnämnda varianter från de icke-utnämnda.

Det nyligen utvecklade 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-innovationslaboratorium i London, Storbritannien, och Mainz, Tyskland. Laboratoriet syftar till att främja ny läkemedelsupptäckt och design, proteinengineering, tillverkning och optimering av leveranskedjan.