Un nouvel algorithme d’IA débloque le vaccin COVID le plus stable à ce jour et ouvre la porte à de nouveaux médicaments contre le cancer
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Un nouveau logiciel piloté par l’IA a écrit un code pour les vaccins COVID-19 qui déclenchent des réponses d’anticorps jusqu’à 128 fois plus importantes.
La société d’intelligence artificielle (IA) Baidu Research a dévoilé un nouvel algorithme pour concevoir des séquences de vaccins à ARNm qui étaient auparavant hors de portée.
Lors de tests de validation sur des souris, le logiciel piloté par l’IA a fourni un code pour les vaccins COVID-19 qui déclenchent des réponses d’anticorps jusqu’à 128 fois plus importantes.
L’algorithme, appelé LinearDesign, s’est également avéré efficace pour multiplier par six la stabilité de conservation des vaccins, même lorsqu’ils sont exposés à la température corporelle.
Le stockage à froid est nécessaire pour la plupart des vaccins, et cette condition rend les efforts de distribution difficiles, en particulier dans les régions les plus chaudes du monde.
La capacité à prolonger la durée de conservation des vaccins et à améliorer leur tolérance à diverses températures pourrait donc avoir un impact radical sur les efforts de vaccination à travers la planète.
L’outil d’IA développé par les chercheurs pourrait également avoir des applications au-delà des vaccins et aider à concevoir de nouveaux traitements puissants contre le cancer, a déclaré le Dr He Zhang, ingénieur logiciel chez Baidu Research, à Euronews Next.
Pas plus tard que la semaine dernière, des vaccins à ARNm personnalisés pour les patients atteints d’un cancer du pancréas ont montré des résultats prometteurs dans une petite étude menée par des chercheurs new-yorkais et l’allemand BioNTech, empêchant le retour de la tumeur chez la moitié des personnes traitées.
L’étude a utilisé un vaccin à ARNm contre le cancer du pancréas adapté à la tumeur de chaque patient pour potentiellement aider à provoquer une réponse immunitaire.
La médecine de l’ARN messager (ARNm) fait référence à une nouvelle classe de médicaments et de vaccins qui utilisent le petit morceau de matériel génétique appelé ARNm pour apprendre aux cellules du corps à produire une protéine, qui déclenche une réponse immunitaire contre un agent pathogène spécifique, tel qu’un virus. Cette approche est différente des vaccins traditionnels, qui utilisent des parties affaiblies ou inactivées d’un agent pathogène spécifique pour stimuler le système immunitaire.
L’oncologie est un domaine important pour les fabricants de vaccins à ARNm, les allergies en sont un autre. BioNTech – la même société qui, avec Pfizer, a produit le vaccin ARNm COVID-19 – détient également les droits de brevet sur une plateforme de vaccination ARNm conçue pour protéger contre les allergènes tels que le pollen de graminées et les acariens.
Bien que la médecine de l’ARNm soit prometteuse, elle comporte ses propres défis.
« Les vaccins à ARNm ont sauvé de nombreuses vies », a déclaré Zhang, « mais il reste encore des problèmes de stabilité et donc d’efficacité ».
Le défi de garder l’ARNm intact
L’ARN messager est instable car il est simple brin, contrairement à l’ADN qui est double brin.
Les parties simple brin de notre ARNm sont plus facilement coupées en morceaux ou dégradées en segments – soit par le système immunitaire, les molécules d’eau ou même avant d’être injectées dans votre corps, a expliqué le Dr Liang Huang, professeur à l’Oregon State University et co- auteur de l’article LinearDesign.
Et lorsque l’ARNm est dégradé en petits morceaux, il ne peut pas transmettre le message complet aux cellules.
« Le but est de garder l’ARNm intact dans toute sa longueur », a déclaré Huang, et pour ce faire, l’ARN messager doit être aussi compact que possible.
« En d’autres termes, vous voulez concevoir un ARNm qui se replie et ressemble davantage à un ADN (double brin) », a-t-il déclaré à Euronews Next.
Et c’est exactement ce que l’algorithme LinearDesign a fait.
Comment fonctionne l’algorithme LinearDesign ?
L’algorithme révolutionnaire qui promet de révolutionner le domaine de la thérapeutique de l’ARNm n’est pas réellement nouveau.
Le modèle LinearDesign est basé sur un algorithme de 1961 appelé analyse de réseau, inventé à l’origine pour le traitement du langage naturel et la reconnaissance vocale.
« Nous avons essentiellement utilisé le même algorithme sans aucun changement, le seul changement est l’entrée, qui était la grammaire », a-t-il déclaré.
L’algorithme d’analyse en treillis avait été utilisé à l’origine pour identifier la phrase la plus probable parmi plusieurs alternatives possibles qui semblent similaires.
« La technique était déjà en quelque sorte là il y a 60 ans », a déclaré Huang. « Il n’attendait que nous pour découvrir le lien entre deux domaines lointains et distants : la linguistique et la biologie ».
En utilisant cette technique, les chercheurs ont trouvé un moyen de faire en sorte que l’algorithme crée, en seulement 11 minutes, « le vaccin à ARNm COVID-19 le plus stable ».
En d’autres termes : ils ont identifié la structure la plus sûre pour que l’ARNm messager voyage et transmette le message aux cellules.
Exécuter toutes les combinaisons possibles que l’algorithme d’IA a faites pour trouver le vaccin le plus stable aurait pris aux humains « la vie de l’univers : des milliards de milliards de milliards d’années », a déclaré Huang.
L’IA est-elle l’avenir des vaccins ?
Les chercheurs de Baidu prédisent que l’algorithme LinearDesign rendra la technologie de l’ARNm encore « plus populaire qu’elle ne l’est actuellement », et permettra à d’autres variantes de la technologie d’entrer dans plus de domaines de la médecine.
Le géant français Sanofi, une société de l’industrie pharmaceutique dont le siège est à Paris, a déjà obtenu une licence pour la technologie LinearDesign. Le fabricant de médicaments l’a récupéré fin 2021 lorsque les chercheurs ont publié pour la première fois la préimpression de leur étude.
L’article – rédigé en collaboration avec l’Oregon State University, StemiRNA Therapeutics et le centre médical de l’Université de Rochester et dévoilé en revue scientifique Nature plus tôt ce mois-ci – a été publié pour la première fois sous « option rare de prévisualisation accélérée des articles », a déclaré Huang, ce qui signifie que la revue scientifique a rendu l’étude publique avant qu’elle ne subisse le processus d’édition.
« L’éditeur nous a choisis pour la prévisualisation accélérée des articles parce qu’il, je cite : ‘pensait que cela avait un rapport avec la santé publique et la pandémie' ».
Les scientifiques de Baidu Research sont optimistes quant au fait que la technologie de l’ARNm remplacera les vaccins traditionnels au cours de la prochaine décennie.
« Je pense que dans environ cinq ans, probablement toute l’industrie pharmaceutique de l’ARNm utilisera cet algorithme », a déclaré Huang à Euronews Next, ajoutant que « les vaccins à ARNm sont bien meilleurs, sauf pour la stabilité, que nous avons résolue ».
