BioNTech и стартап в области искусственного интеллекта InstaDeep сообщили о разработке системы, которая может предсказывать варианты COVID-19 с высоким риском патогенности по их генетическим последовательностям намного раньше, чем существующие методы.
В прошлом году BioNTech создала совместную лабораторию с североафриканской InstaDeep в Лондоне, чтобы применять искусственный интеллект (ИИ) и машинное обучение в своих бизнес-процессах.
В ходе тестирования искусственный интеллект разработанной системы смог правильно идентифицировать более 90% вызывающих беспокойство вариантов, включая штамм Omicron, который в настоящее время распространяется по всему миру, примерно на два месяца раньше, чем о нем заявила Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ).
Алгоритм рассматривает структуру шиповидного белка SARS-CoV-2, используемого для проникновения в клетки-хозяева, и ищет изменения, которые могут позволить вирусу быть незаметным для иммунитета, а также другие особенности, влияющие на способность вируса воспроизводиться и передаваться между людьми.
По словам разработчиков, система будет доступна бесплатно, и сможет «помочь повысить готовность к будущим опасным вариантам».
Документ с подробным описанием нового ИИ был размещен на сервере препринтов BioRxiv и отправлен в рецензируемый журнал.
«Продолжающаяся пандемия COVID-19 приводит к ежедневному обнаружению сотен новых вариантов SARS-CoV-2», — пишут исследователи. «Хотя большинство вариантов не влияют на течение пандемии, некоторые варианты представляют значительно повышенный риск, когда приобретенные мутации позволяют лучше уклоняться от нейтрализации антителами у ранее инфицированных или вакцинированных субъектов или повышают трансмиссивность».
Лабораторное тестирование этих признаков требует больших затрат ресурсов и времени, которых можно было бы избежать, по крайней мере частично, если бы был принят разработанный компаниями подход «in silico». Разработчики утверждают, что с помощью ИИ характеристики нового штамма можно будет оценить в течение нескольких минут, а не месяцев.
«Вариант Omicron был классифицирован как вариант с высоким риском в тот же день, когда его последовательность стала доступной», — говорится в заявлении BioNTech.
ИИ также оценил более новый штамм IHU (B.1.640.2), идентифицированный во Франции, и пришел к выводу, что, хотя он имеет некоторые общие черты иммунного каркаса Omicron, которые могут ограничивать эффективность вакцин, он имеет «значительно более низкую приспособленность». IHU еще не был отмечен ВОЗ как вариант, вызывающий озабоченность.
«Каждую неделю обнаруживается более 10 000 новых последовательностей вариантов, и специалисты просто не могут справиться со сложными данными такого масштаба», — говорит соучредитель и исполнительный директор InstaDeep из Лондона Карим Бегир.
«Мы рады сделать нашу исследовательскую работу общедоступной и, что наиболее важно, с нетерпением ожидаем ее дальнейшего влияния на реальный мир», — добавил он.
Наряду с ранним предупреждением о проблемных вариантах, ИИ также можно использовать для управления модификациями используемых в настоящее время вакцин, которые могут восстановить их эффективность.
BioNTech и партнер Pfizer заявили, что в конце этого месяца они начнут клинические испытания новой версии своей вакцины, предназначенной для борьбы с Omicron. В то же время Moderna также сообщила о том, что работает над разработкой новой вакцины против этого штамма.
Хотя Omicron кажется более заразным, чем другие варианты, исследования, проведенные в Южной Африке, Великобритании и некоторых странах ЕС, показывают меньший риск госпитализации после заражения этим штаммом, по сравнению с Delta.
