Chaque année, les serpents venimeux tuent plus de 100 000 personnes et laissent 300 000 autres avec des blessures dévastatrices – amputations, paralysie et handicaps permanents. Les victimes sont souvent des agriculteurs, des éleveurs et des enfants dans les communautés rurales de l’Afrique subsaharienne, de l’Asie du Sud et de l’Amérique latine. Pour eux, une morsure de serpent n’est pas seulement une crise médicale – c’est une catastrophe économique.
Le traitement n’a pas changé depuis plus d’un siècle. Les antivenoms – dérivés du sang des animaux immunisés – sont coûteux, difficiles à fabriquer et souvent inefficaces contre les toxines les plus meurtrières. Pire, ils ont besoin de réfrigération et de personnel médical formé, ce qui les rend inaccessibles pour beaucoup qui en ont le plus besoin.
Maintenant, une équipe dirigée par Susana Vázquez Torres, un biologiste informatique travaillant dans le célèbre laboratoire de conception de protéines de Nobel, le lauréat du Nobel, a utilisé l’IA pour créer des protéines entièrement nouvelles qui neutralisent le venin mortel de serpent dans des tests en laboratoire – plus rapide et moins chère qui neutralise le venin mortel dans des tests en laboratoire – plus rapide et moins cher et plus efficacement que les antivenoms traditionnels. Leurs recherches, publiées dans Natureintroduit une nouvelle classe de protéines synthétiques qui protègent avec succès les animaux des doses autrement mortelles de toxines de venin de serpent.
Comment ai a craqué le code sur le venin
Depuis plus d’un siècle, la production d’antivenons s’est appuyée sur l’immunisation animale, nécessitant des milliers de traites de serpents et des extractions de plasma. Torres et son équipe espèrent remplacer cela par une conception de protéines dirigée par l’IA, compressant des années de travail en semaines.
En utilisant des GPU nvidia ampère et L40, le Baker Lab a utilisé ses modèles d’apprentissage en profondeur, y compris la RFdiffusion et le protéinMPNN, pour générer des millions de structures antitoxines potentielles “ in silico ”, ou dans des simulations informatiques. Au lieu de dépister un grand nombre de ces protéines dans un laboratoire, ils ont utilisé des outils d’IA pour prédire comment les protéines des concepteurs interagiraient avec les toxines de venin de serpent, se répercutant rapidement sur les conceptions les plus prometteuses.
Les résultats étaient remarquables:
- Les protéines nouvellement conçues liés étroitement aux toxines à trois doigts (3ftx), les composants les plus meurtriers du venin elapide, neutralisant efficacement leurs effets toxiques.
- Les tests de laboratoire ont confirmé leur capacité de stabilité et de neutralisation élevée.
- Les études de souris ont montré un taux de survie de 80 à 100% après une exposition aux neurotoxines mortelles.
- Les protéines conçues par l’IA étaient petites, résistantes à la chaleur et faciles à fabriquer – aucun stockage froid nécessaire.
Une bouée de sauvetage pour les victimes les plus négligées
Contrairement aux antivenoms traditionnels, qui coûtent des centaines de dollars par dose, il peut être possible de produire en masse ces protéines conçues par l’IA à faible coût, ce qui rend le traitement vital disponible là où il est le plus nécessaire.
De nombreuses victimes de morsures de serpent ne peuvent pas se permettre l’antivenue ou retarder la recherche de soins en raison des barrières à coût et d’accessibilité. Dans certains cas, le fardeau financier du traitement peut pousser des familles entières plus profondément dans la pauvreté. Avec un antidote accessible, abordable et stable, des millions de vies – et des moyens de subsistance – pourraient être sauvés.
Au-delà des morsures de serpent: l’avenir de la médecine conçue par l’IA
Cette recherche n’est pas seulement des morsures de serpent. Selon les chercheurs, la même approche dirigée par l’IA pourrait être utilisée pour concevoir des traitements de précision pour les infections virales, les maladies auto-immunes et autres conditions difficiles à traiter.
En remplaçant le développement de médicaments à l’essai et à l’erreur par une précision algorithmique, les chercheurs utilisant l’IA pour concevoir des protéines s’efforcent de rendre les médicaments vitaux plus abordables et accessibles dans le monde entier.
Torres et ses collaborateurs – y compris des chercheurs de l’Université technique du Danemark, de l’Université du Nord du Colorado et de la Liverpool School of Tropical Medicine – se concentrent désormais sur la préparation de ces protéines de neutralisation du venin pour les tests cliniques et la production à grande échelle.
En cas de succès, cette progression axée sur l’IA pourrait sauver des vies et élever des familles et des communautés du monde entier.