{"id":7762,"date":"2025-07-05T14:57:01","date_gmt":"2025-07-05T12:57:01","guid":{"rendered":"https:\/\/rvh-synergie.org\/actualites\/lia-et-la-biophysique-sunissent-pour-prevoir-les-variantes-virales-a-haut-risque-avant-les-epidemies\/"},"modified":"2025-07-05T14:57:02","modified_gmt":"2025-07-05T12:57:02","slug":"lia-et-la-biophysique-sunissent-pour-prevoir-les-variantes-virales-a-haut-risque-avant-les-epidemies","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/rvh-synergie.org\/actualites\/lia-et-la-biophysique-sunissent-pour-prevoir-les-variantes-virales-a-haut-risque-avant-les-epidemies\/","title":{"rendered":"L’IA et la biophysique s’unissent pour pr\u00e9voir les variantes virales \u00e0 haut risque avant les \u00e9pid\u00e9mies"},"content":{"rendered":"
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Lorsque les premiers rapports d’une nouvelle variante Covid-19 \u00e9mergent, les scientifiques du monde entier se pr\u00e9cipitent pour r\u00e9pondre \u00e0 une question critique: cette nouvelle souche sera-t-elle plus contagieuse ou plus grave que ses pr\u00e9d\u00e9cesseurs? Au moment o\u00f9 les r\u00e9ponses arrivent, il est souvent trop tard pour \u00e9clairer les d\u00e9cisions de politique publique imm\u00e9diate ou ajuster les strat\u00e9gies de vaccination, co\u00fbter aux responsables de la sant\u00e9 publique de pr\u00e9cieux temps, efforts et ressources.<\/p>\n

Dans une paire de publications r\u00e9centes dans Actes de l’Acad\u00e9mie nationale des sciences<\/i>une \u00e9quipe de recherche du D\u00e9partement de chimie et de biologie chimique a combin\u00e9 la biophysique avec l’intelligence artificielle pour identifier les variantes virales \u00e0 haut risque en temps record – offrant une approche transformatrice pour g\u00e9rer les pand\u00e9mies. Leur objectif: prendre de l’avance sur un virus en pr\u00e9voyant ses sauts \u00e9volutifs avant de menacer la sant\u00e9 publique.<\/p>\n

\u00ab\u00a0En tant que soci\u00e9t\u00e9, nous sommes souvent tr\u00e8s non pr\u00e9par\u00e9s \u00e0 l’\u00e9mergence de nouveaux virus et pand\u00e9mies, donc notre laboratoire a travaill\u00e9 sur des moyens d’\u00eatre plus proactifs\u00a0\u00bb, a d\u00e9clar\u00e9 l’auteur principal Eugene Shakhnovich, professeur de chimie de Roy G. Gordon. \u00ab\u00a0Nous avons utilis\u00e9 des principes fondamentaux de la physique et de la chimie pour d\u00e9velopper un mod\u00e8le \u00e0 plusieurs \u00e9chelles pour pr\u00e9dire le cours de l’\u00e9volution d’une variante particuli\u00e8re et pour pr\u00e9dire quelles variantes deviendront dominantes dans les populations.\u00a0\u00bb<\/p>\n

Les \u00e9tudes d\u00e9taillaient les approches pour pr\u00e9voir les variantes virales les plus susceptibles de devenir des risques de sant\u00e9 publique et de l’acc\u00e9l\u00e9ration de la validation exp\u00e9rimentale. Ensemble, ces progr\u00e8s remod\u00e8lent \u00e0 la fois la pr\u00e9diction et la d\u00e9tection de variantes virales dangereuses, en d\u00e9finissant un mod\u00e8le pour des applications plus larges.<\/p>\n

Ces \u00e9tudes ont \u00e9t\u00e9 dirig\u00e9es par des membres du laboratoire de Shakhnovich, dont les co-auteurs Dianzhuo (John) Wang et Vaibhav Mohanty, tous deux Ph.D. \u00c9tudiants de la Harvard Kenneth C. Griffin Graduate School of Arts and Sciences, et Marian Huot, un \u00e9tudiant en visite de l’\u00c9cole Normale Sup\u00e9rieure.<\/p>\n

\u00ab\u00a0Notre travail s’est concentr\u00e9 sur la prot\u00e9ine de pointe de Covid-19, analysant comment ses mutations modifient la forme virale et l’\u00e9vasion immunitaire\u00a0\u00bb, a d\u00e9clar\u00e9 Wang. \u00ab\u00a0\u00c9tant donn\u00e9 que Covid-19 est la pand\u00e9mie la plus largement document\u00e9e \u00e0 ce jour, nous avons vu l’occasion de d\u00e9velopper des mod\u00e8les qui non seulement comprennent l’\u00e9volution virale, mais pr\u00e9voient \u00e9galement quelles mutations sont susceptibles de constituer la plus grande menace.\u00a0\u00bb<\/p>\n

La premi\u00e8re \u00e9tude a introduit un mod\u00e8le qui a li\u00e9 quantitativement les caract\u00e9ristiques biophysiques, telles que l’affinit\u00e9 de liaison de la prot\u00e9ine de pointes aux r\u00e9cepteurs humains et sa capacit\u00e9 \u00e0 \u00e9chapper aux anticorps – \u00e0 une variante probable de faire augmenter dans les populations mondiales. En incorporant un facteur complexe mais essentiel appel\u00e9 \u00e9pistase (o\u00f9 l’effet d’une mutation d\u00e9pend d’un autre), le mod\u00e8le a surmont\u00e9 une limitation cl\u00e9 des approches pr\u00e9c\u00e9dentes qui luttent pour faire des pr\u00e9dictions pr\u00e9cises.<\/p>\n

\u00ab\u00a0L’\u00e9volution n’est pas lin\u00e9aire – les mutations interagissent, d\u00e9bloquant parfois de nouvelles voies d’adaptation\u00a0\u00bb, a d\u00e9clar\u00e9 Shakhnovich. \u00ab\u00a0L’apparence de ces relations nous a permis de pr\u00e9voir l’\u00e9mergence de variantes dominantes avant les signaux \u00e9pid\u00e9miologiques.\u00a0\u00bb<\/p>\n

S’appuyant sur ces id\u00e9es, l’\u00e9tude compl\u00e9mentaire introduit viral (identification virale via un apprentissage actif rapide), un cadre de calcul qui combine le mod\u00e8le biophysique avec l’intelligence artificielle pour acc\u00e9l\u00e9rer la d\u00e9tection de variantes SARS-CoV-2 \u00e0 haut risque. En analysant les mutations potentielles de la prot\u00e9ine de pointe, il a identifi\u00e9 ceux qui sont les plus probables \u00e0 am\u00e9liorer la transmissibilit\u00e9 et l’\u00e9vasion immunitaire.<\/p>\n

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\n \"Pr\u00e9vision
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\u00ab\u00a0Au d\u00e9but d’une pand\u00e9mie, lorsque les ressources exp\u00e9rimentales sont rares, nous ne pouvons pas nous permettre de tester toutes les mutations possibles\u00a0\u00bb, a d\u00e9clar\u00e9 Wang. \u00ab\u00a0Viral utilise l’intelligence artificielle pour concentrer les efforts de laboratoire sur les candidats les plus concernant – acc\u00e9l\u00e9rant dramatiquement notre capacit\u00e9 \u00e0 identifier les variantes qui pourraient conduire la prochaine vague.\u00a0\u00bb<\/p>\n

Les implications de cette recherche sont une grande port\u00e9e. Les simulations montrent que le cadre viral peut identifier les variantes SARS-COV-2 \u00e0 haut risque jusqu’\u00e0 cinq fois plus rapidement que les approches conventionnelles, tout en n\u00e9cessitant moins de 1% de l’effort de d\u00e9pistage exp\u00e9rimental. Ce gain spectaculaire d’efficacit\u00e9 pourrait acc\u00e9l\u00e9rer consid\u00e9rablement la r\u00e9ponse \u00e0 l’\u00e9pid\u00e9mie pr\u00e9coce.<\/p>\n

\u00ab\u00a0Ce cadre ne nous aide pas seulement \u00e0 suivre les variantes – elle nous aide \u00e0 prendre de l’avance\u00a0\u00bb, a d\u00e9clar\u00e9 Huot. \u00ab\u00a0En identifiant les variantes de haute augmentation avant d’appara\u00eetre dans la population, nous pouvons informer les strat\u00e9gies de conception des vaccins qui anticipent, et pas seulement r\u00e9agir, les menaces \u00e9mergentes.\u00a0\u00bb<\/p>\n

Une caract\u00e9ristique d\u00e9terminante de ce travail est sa port\u00e9e interdisciplinaire, l’\u00e9quipe internationale de Harvard r\u00e9unissant des domaines de biophysique mol\u00e9culaire, d’intelligence artificielle et de virologie pour approfondir notre compr\u00e9hension des menaces virales en \u00e9volution rapide.<\/p>\n

\u00ab\u00a0En unissant la mod\u00e9lisation et l’apprentissage automatique ax\u00e9es sur la physique, nous introduisons un cadre pr\u00e9dictif pour l’\u00e9volution virale avec un large potentiel\u00a0\u00bb, a d\u00e9clar\u00e9 Shakhnovich. \u00ab\u00a0Nous sommes impatients de voir comment cette strat\u00e9gie pourrait s’\u00e9tendre au-del\u00e0 des maladies infectieuses dans des domaines comme la biologie du cancer.\u00a0\u00bb<\/p>\n

Pour l’avenir, l’\u00e9quipe vise \u00e0 adapter et \u00e0 \u00e9voluer le cadre pour une utilisation plus large, ciblant les d\u00e9fis tels que les autres virus \u00e9mergents et les cellules tumorales en \u00e9volution rapide. Ils soulignent que la combinaison de la mod\u00e9lisation physique avec l’IA pourrait d\u00e9placer le paradigme du suivi r\u00e9actif aux pr\u00e9visions biologiques proactives.<\/p>\n

\u00ab\u00a0Dans un monde o\u00f9 les menaces biologiques \u00e9voluent constamment, des avertissements ant\u00e9rieurs et des outils plus intelligents sont essentiels\u00a0\u00bb, a d\u00e9clar\u00e9 Wang. \u00ab\u00a0Notre objectif ultime est de cr\u00e9er une plate-forme, qui donne aux scientifiques et aux d\u00e9cideurs politiques une longueur d’avance non seulement dans les futures pand\u00e9mies, mais aussi pour relever des d\u00e9fis \u00e0 \u00e9volution rapide \u00e0 travers la biologie\u00a0\u00bb, a ajout\u00e9 Huot.<\/p>\n

Shakhnovich a cr\u00e9dit\u00e9 les subventions des National Institutes of Health pour avoir permis \u00e0 la recherche exploratoire au profit de la sant\u00e9 publique. La science fondamentale et les perc\u00e9es futures sont en grave danger en raison des coupes de Washington \u00e0 la recherche scientifique, a averti Shakhnovich.<\/p>\n

\u00ab\u00a0Nos recherches ont le potentiel d’aider toute l’humanit\u00e9 \u00e0 r\u00e9soudre de graves probl\u00e8mes de sant\u00e9\u00a0\u00bb, a d\u00e9clar\u00e9 Shakhnovich. \u00ab\u00a0Cela n’aurait pas \u00e9t\u00e9 possible sans financement f\u00e9d\u00e9ral qui recherche des avantages \u00e0 long terme.\u00a0\u00bb<\/p>\n

\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\tFourni par Harvard Gazette<\/p>\n

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