BioNTech, InstaDeep Phát Triển Hệ Thống Cảnh Báo Sớm Để Phát Hiện Biến Thể COVID

Công ty miễn dịch học BioNTech (BNTX ) và công ty AI InstaDeep đã phát triển một phương pháp tính toán mới phân tích dữ liệu trình tự toàn cầu để dự đoán các biến thể nguy cơ cao của SARS-CoV-2. Hệ Thống Cảnh Báo Sớm (EWS) sử dụng các chỉ số thoát miễn dịch và tính phù hợp được tính toán bởi AI.

Phát Hiện Biến Thể Nguy Cơ Cao

Bằng cách kết hợp mô hình cấu trúc của protein Spike virus và thuật toán AI, phương pháp này nhanh chóng phát hiện các biến thể nguy cơ cao tiềm năng được nhập vào các kho dữ liệu trình tự SARS-CoV-2. Nó có thể thực hiện việc này trong vòng một ngày, và các công ty đã có thể xác thực các dự đoán bằng cách sử dụng dữ liệu được tạo và có sẵn công khai.

Hệ thống đã xác định được hơn 90% biến thể được Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) chỉ định trung bình hai tháng trước. Đối với các biến thể Alpha, Beta, Gamma, Theta, Eta và Omicron, EWS đã phát hiện chúng trong cùng một tuần khi trình tự của chúng được tải lên lần đầu tiên.

Nghiên cứu mới cho thấy EWS có thể đánh giá các biến thể mới trong vài phút, và nó có thể mở rộng quy mô hoàn toàn khi dữ liệu biến thể mới được phát hành.

BioNTech và InstaDeep

Ugur Sahin, M.D., là Giám đốc Điều hành và Đồng sáng lập của BioNTech.

“Với các phương pháp tính toán tiên tiến mà chúng tôi đã phát triển trong những tháng qua, chúng tôi có thể phân tích thông tin trình tự của protein Spike và xếp hạng các biến thể mới theo điểm thoát miễn dịch và điểm gắn kết ACE2 dự đoán,” Sahin nói. “Cảnh báo sớm các biến thể nguy cơ cao tiềm năng có thể là một công cụ hiệu quả để cảnh báo các nhà nghiên cứu, nhà phát triển vaccine, cơ quan y tế và nhà hoạch định chính sách, từ đó cung cấp thêm thời gian để phản ứng với các biến thể mới đáng lo ngại.”

Karim Beguir là Đồng sáng lập và Giám đốc Điều hành của InstaDeep.

“Hơn 10.000 trình tự biến thể mới đang được phát hiện mỗi tuần và các chuyên gia con người đơn giản không thể đối phó với dữ liệu phức tạp ở quy mô này. Chúng tôi đã giải quyết thách thức này bằng cách triển khai các khả năng AI mạnh mẽ của nền tảng DeepChain của InstaDeep kết hợp với kiến thức và công nghệ SARS-CoV-2 của BioNTech. Lần đầu tiên, các biến thể nguy cơ cao có thể được phát hiện ngay lập tức, có thể tiết kiệm được vài tháng thời gian quý giá. Chúng tôi rất vui khi làm cho nghiên cứu của mình có sẵn công khai và, quan trọng nhất, mong đợi tác động thực tế tiếp tục của nó,” Beguir nói.

Trong một giai đoạn 11 tháng, EWS đã có thể phân biệt các biến thể được WHO chỉ định với các biến thể không được chỉ định.

Hệ thống mới được phát triển này đến khi BioNTech và InstaDeep tiếp tục làm việc cùng nhau để kết hợp AI và miễn dịch học, điều mà các công ty đã thực hiện từ tháng 11 năm 2020. Hai công ty đã thành lập một phòng thí nghiệm đổi mới AI chung tại London, Vương quốc Anh, và Mainz, Đức. Phòng thí nghiệm này nhằm mục đích thúc đẩy việc khám phá, thiết kế và tối ưu hóa thuốc mới, kỹ thuật protein, sản xuất và chuỗi cung ứng.