Dans la lutte contre le Covid-19, elle a choisi comme sabre laser le recours à l'intelligence artificielle (IA). L'initiative européenne pour l'innovation de rupture - JEDI selon son acronyme anglais savamment choisi en référence au combat pour la paix mené par des chevaliers-philosophes dans une galaxie très très lointaine - lance jeudi 23 avril un “grand challenge” pour stimuler la recherche de molécules potentiellement efficaces contre le SARS-CoV-2 grâce à l'IA.
Capable de tirer parti des gigantesques capacités des supercalculateurs, les algorithmes d'IA ont régulièrement prouvé leur potentiel pour la découverte de médicaments (“drug discovery”). Avec deux logiques à l'oeuvre : observer des molécules existantes pour déterminer leur potentiel face à une nouvelle pathologie (repositionnement) ; inventer de toutes pièces de nouvelles molécules (design). En l'occurrence, les deux sont à l'oeuvre dans le concours lancé par la JEDI.
Un milliard de molécules contre le covid-19
Il durera deux mois et comportera trois phases, soit le nombre de buts à atteindre. Le premier mois, les compétiteurs sont invités à générer et analyser, le plus rapidement possible, un milliard de molécules. L'objectif : identifier celles pertinentes pour inhiber le SARS-CoV-2 et prévenir l’infection virale. C'est-à-dire celles capables d'attaquer les faiblesses du virus, notamment identifiées via le projet Folding@home, auquel ont participé des centaines de milliers d’ordinateurs personnels travaillant en réseau pour mieux connaître le SARS-CoV-2 et ses failles.
“Il y a une vingtaine de cibles, de serrures qui permettent d’attaquer le virus, explique le directeur exécutif de JEDI, André Loesekrug-Pietri. Ce sont par exemple les pics de protéines qui l’entourent, appelés 'spikes'. Tester de nombreuses molécules augmente les chances de trouver des clés [pour entrer dans les serrures, les failles du virus]”. Une fois des listes de molécules pertinentes établies, les scientifiques devront les tester afin d’identifier celles diminuant significativement (d’au moins 99%) la charge virale du SARS-CoV-2.
La dernière phase portera, elle, sur l’analyse de molécules déjà existantes et testées, dont le passage aux tests cliniques et à la production pourrait être plus rapide. “Nous espérons aboutir après 6 à 12 mois, précise à son propos André Loesekrug-Pietri, mais cela dépend de la molécule identifiée, des tests qui ont déjà été faits et de ses effets secondaires.”
Un conseil scientifique et des partenariats de renom
Le défi s’adresse à tous : entreprises, start-up et laboratoires de recherche ; évoluant dans les domaines de l’épidémiologie, du calcul haute performance, de la biologie moléculaire et de l’IA. L'initiative JEDI promet deux millions d’euros de prix répartis entre les équipes qui remporteront chaque phase.
“Nous nous inspirons de la Darpa [l’agence du département de la défense des Etats-Unis chargée de la recherche et du développement de nouvelles technologies de ruptures], pointe André Loesekrug-Pietri. Nous lançons un défi avec des critères de succès précis et nous ne paierons que si les compétiteurs obtiennent des résultats”. Si le défi comptait déjà une cinquantaine d’équipes pré-enregistrées avant de débuter, il est possible de le rejoindre en route.
Soutenu par le Fonds Axa pour la recherche et Merck (qui donnera accès à la librairie de molécule Sigma Aldrich), le challenge se targue aussi d’un conseil de scientifique de premier plan. Avec le lauréat du Prix Nobel de médecine 2019 Peter Ratcliffe, le docteur Bernhard Schölkopf qui dirige l'Institut allemand Max Planck pour les Systèmes Intelligents ou encore l'ancien administrateur général du Commissariat à l’Énergie Atomique et aux Énergies Alternatives (CEA) Daniel Verwaerde.
Du côté de la capacité de calcul, la fondation s’est associée à plusieurs acteurs importants du calcul haute performance qui mettront une partie de leurs capacités à disposition des équipes. Parmi lesquels le français Atos, l’allemand Deutsche Telekom et le réseau de calcul haute performance de la recherche française Genci.
Une multitude d'initiatives concurrentes
Le concours de la JEDI n'est pas seul. De nombreux acteurs se sont déjà lancés dans la découverte de médicaments “in silico” (au moyen de modèles informatiques). Le succès le plus avancé est sans doute le lancement d'essais cliniques, annoncé le 14 avril, autour d’une molécule utilisée pour le traitement de la polyarthrite rhumatoïde et produite par le géant pharmaceutique Eli Lilly. Ses propriétés prometteuses contre le Covid-19 ont été découverte par les algorithmes de la start-up britannique BenevolentAI, comme le raconte TechCrunch.
Tous les acteurs du milieu sont sur le pont. La start-up britannique Exscientia, la première à avoir atteint le stade de l’essai humain pour un médicament découvert par une IA, a annoncé fouiller parmi une bibliothèque de 15 000 molécules pour en repérer des prometteuses. En France, la start-up parisienne Iktos, spécialiste de la génération de molécules grâce à l’apprentissage profond travaille avec l’américain SRI International (ex Standford Research Institute), qui dispose d’une plateforme de chimie synthétique automatisée permettant d’accélérer les tests in vitro, pour mettre au point rapidement de potentiels antiviraux.
Du côté des capacités de calculs. IBM a annoncé, début mars, avoir identifié 77 médicaments prometteurs pour bloquer le coronavirus en laissant le prestigieux laboratoire national d’Oak Ridge accéder aux ressources de son superordinateur Summit. Avant de lancer le Covid-19 HPC Consortium, qui rassemble de nombreux acteurs américains du calcul haute performance afin de mettre leurs infrastructures à disposition des scientifiques travaillant sur le virus à la couronne. Des initiatives reconnues par la JEDI, qui espère que le challenge et son prix favoriseront les collaborations entre équipes existantes.
Un processus lent
Mais attention à ne pas s'emballer. Hydroxychloroquine, remdésivir... plusieurs médicaments, dont les caractéristiques prometteuses ont été découvertes de manière plus traditionnelle, sont déjà au stade des essais cliniques. Ils pourraient donc arriver plus rapidement.
Sans oublier que découvrir une molécule à la fois efficace et non toxique n’est que la première étape. “La découverte de molécules actives n’est aujourd'hui pas de nature à répondre à l’épidémie actuelle, juge Yann Gaston-Mathé, président de la start-up Iktos et expert du domaine. Toute nouvelle molécule devra ensuite faire l’objet d’études sur des modèles animaux, puis d’essais cliniques chez des humains avant d’être mise sur le marché, ce qui prend plusieurs années.” A cela s'ajoute le temps d’industrialisation. Mais tout ce travail reste utile pour le futur, qui pourrait compter avec la persistance du Covid-19.
