طورت بيونتيك وإنستاديب نظامًا لرصد متغيرات سارس-كوف-2 عالية الخطورة المحتملة
أعلنت بيونتيك وإنستاديب عن تطوير طريقة حسابية جديدة تحلل بيانات التسلسل المتاحة عالميًا وتتنبأ بمتغيرات سارس-كوف-2 عالية الخطورة.
يعتمد نظام الإنذار المبكر (EWS)، الذي طورته بيونتيك وإنستاديب بالتعاون، على مؤشرات محسوبة بالذكاء الاصطناعي تقيس الهروب المناعي واللياقة.
تجمع الطريقة الجديدة بين النمذجة البنيوية لبروتين الشوكة الفيروسي وخوارزميات الذكاء الاصطناعي، من أجل تحديد المتغيرات المحتملة عالية الخطورة بسرعة، والتي أُدخلت إلى مستودعات بيانات تسلسلات سارس-كوف-2 خلال أقل من يوم، وذلك استنادًا إلى مؤشرات تقيّم لياقتها وخصائص هروبها من الاستجابة المناعية.
أكدت الشركتان هذه التوقعات باستخدام بيانات تجريبية أنتجتها بنفسها وبيانات متاحة للعامة.
خلال فترة التجربة، حدد النظام أكثر من 90% من المتغيرات التي عرّفتها منظمة الصحة العالمية في المتوسط خلال شهرين:
- متغيرات مثيرة للقلق (VOC)
- متغيرات ذات أهمية (VOI)
- متغيرات تحت المراقبة (VUM)
رصد النظام المتغيرات التي سمتها منظمة الصحة العالمية ألفا وبيتا وغاما وثيتا وإيتا وأوميكرون في الأسبوع نفسه الذي رُفع فيه تسلسلها لأول مرة.
صُنّف متغير أوميكرون متغيرًا عالي الخطورة في اليوم نفسه الذي أصبح فيه تسلسله متاحًا. كما قيّم النظام متغير IHU المرصود في فرنسا، فأظهر خصائص هروب مناعي مشابهة نسبيًا لأوميكرون، لكن بلياقة أقل بكثير، ما يجعله أقل خطورة استنادًا إلى البيانات الحالية.
تؤكد نتائج الدراسة أن النظام قادر على تقييم المتغيرات الجديدة في دقائق معدودة وتتبع سلالات المتغيرات تقريبًا في الوقت الفعلي. كما أنه قابل للتوسع بالكامل مع ظهور بيانات جديدة عن المتغيرات.
«بفضل الأساليب الحسابية المتقدمة التي طورناها خلال الأشهر الأخيرة، يمكننا تحليل معلومات تسلسل بروتين سبايك وترتيب المتغيرات الجديدة وفق هروبها المتوقع من الاستجابة المناعية ومؤشر ارتباطها بـ ACE2. وقد يصبح الكشف المبكر عن المتغيرات المحتملة عالية الخطورة أداة فعالة لتنبيه الباحثين ومطوري اللقاحات والجهات الصحية وصانعي السياسات، ما يمنحهم وقتًا أطول للاستجابة للمتغيرات الجديدة المثيرة للقلق»
يقوم نظام الإنذار المبكر على مقاربتين: النمذجة البنيوية للتفاعل بين نطاق ارتباط مستقبل بروتين الشوكة الفيروسي (RBD) والمستقبل الموجود على خلية المضيف، وتقييم تأثير المتغير الفيروسي في الإفلات من الاستجابة المناعية، إضافةً إلى النمذجة التنبؤية القائمة على الذكاء الاصطناعي لاستخلاص المعلومات من مئات الآلاف من متغيرات الفيروس المسجلة في مستودعات التسلسلات العالمية.
يحسب النظام مؤشر الإفلات المناعي وتقديرًا أوليًا للياقة (إمكانية الانتقال). ورغم أن مؤشر الإفلات المناعي يُعد بحد ذاته عاملًا تنبؤيًا مرتفع الدقة لخطورة المتغير، فإن دمج هذين المؤشرين في مؤشر باريتو وفّر أفضل تقدير لمستوى الخطورة المرتبط بمتغير الفيروس المعني.
كلما ارتفع المؤشر، ازداد احتمال أن يؤثر السلالة في الصحة العالمية. ويرتب نهج النظام متغيرات سارس-كوف-2 وفق قدرتها على الإفلات من الاستجابة المناعية وإمكانات لياقتها، اعتمادًا فقط على البيانات الموجودة، وبالتالي فهو لا يعتمد على نهج «الانتظار والمراقبة».
«يُكتشف حاليًا أكثر من 10000 تسلسل متغير جديد كل أسبوع، ولا يستطيع الخبراء البشر التعامل مع البيانات المعقدة بهذا الحجم. وقد حللنا هذه المشكلة بتوظيف إمكانات الذكاء الاصطناعي القوية لمنصة DeepChain من إنستاديب مع تقنيات بيونتيك الخاصة بسارس-كوف-2. ولأول مرة يمكن اكتشاف المتغيرات عالية الخطورة في الموقع، ما قد يوفّر أشهرًا من الوقت الثمين. ونحن سعداء بجعل عملنا البحثي متاحًا للعامة، والأهم أننا نأمل أن يكون له أثر إيجابي في العالم الحقيقي»
استطاع النظام التمييز بين المتغيرات التي عرّفتها منظمة الصحة العالمية وتلك التي لم تحصل على تسمية خلال فترة 11 شهرًا، ما يؤكد قابلية النموذج الحسابي لتحديد أصول المتغيرات.
أظهر التحليل الأسبوعي للفترة من 16 سبتمبر 2020 إلى 23 نوفمبر 2021 تحديد 12 من أصل 13 متغيرًا عرّفتها منظمة الصحة العالمية، بمتوسط تقدم زمني قدره 58 يومًا قبل حصول المتغيرات على تسمياتها.
بالنسبة إلى المتغيرات من ألفا حتى ميو، سُجلت في المتوسط نحو 25 حالة فقط وقت وسمها من قِبل النظام. ويتناقض ذلك مع الإعلانات الصادرة عن منظمة الصحة العالمية، التي جاءت حين سُجلت أكثر من 1500 حالة مرضية. وقد حدد النظام أوميكرون في اليوم الذي رُفع فيه تسلسله لأول مرة بوصفه المتغير الأعلى في الإفلات من المناعة بين أكثر من 70000 متغير رُصدت من بداية أكتوبر 2021 حتى نهاية نوفمبر 2021، كما منحه درجة لياقة عالية.
بيوفارماسيوتيكال نيو تكنولوجيز شركة لعلاج المناعة من الجيل الجديد، تطور طرقًا علاجية جديدة للسرطان وأمراض خطيرة أخرى. وتستخدم الشركة مجموعة واسعة من الاكتشافات الحاسوبية ومنصات العلاج لتطوير أدوية بيولوجية جديدة بسرعة.
تشمل محفظتها الواسعة من المنتجات المرشحة لعلاج الأورام علاجات فردية وجاهزة تعتمد على mRNA، وخلايا T مبتكرة ذات مستقبلات antigen الخيميرية، ومُعدِّلات مناعية ثنائية النوعية لنقاط التفتيش المناعية، وأجسامًا مضادة تستهدف السرطان، وجزيئات صغيرة.
استنادًا إلى خبرتها العميقة في تطوير لقاحات mRNA وقدراتها الإنتاجية الخاصة، تعمل بيونتيك وموظفوها على تطوير عدة لقاحات mRNA مرشحة لمجموعة من الأمراض المعدية، إلى جانب مجموعة متنوعة من أدوية الأورام.
تأسست إنستاديب عام 2014، وهي اليوم رائدة في منطقة أوروبا والشرق الأوسط وأفريقيا في إنتاج منتجات الذكاء الاصطناعي لدعم قرارات المؤسسات، ومقرها الرئيسي في لندن ولها مكاتب في باريس وتونس ولاغوس ودبي وكيب تاون.
وباستخدام خبرتها الواسعة في الحوسبة المسرّعة بوحدات معالجة الرسوميات والتعلم العميق والتعلم المعزز، طورت إنستاديب منتجات مثل منصة تصميم البروتينات الجديدة DeepChain™، التي تحل أعقد التحديات في صناعات مختلفة.
أقامت إنستاديب أيضًا تعاونًا مع قادة عالميين في منظومة الذكاء الاصطناعي، مثل Google DeepMind وNvidia وIntel. وهي جزء من برنامج Intel AI Builders، وحصلت على مكانة الشريك النخبوي من Nvidia. وقد اختارتها مؤخرًا CB Insights ضمن أفضل 100 شركة ناشئة في مجال الذكاء الاصطناعي في العالم للعام الثاني على التوالي.
