Une équipe de chercheurs internationaux de l’Université de Georgetown vient de démontrer les capacités de l’intelligence artificielle en matière de prédiction des prochains virus semblables au SRAS-CoV2 (coronavirus responsable de la Covid-19), susceptibles d’infecter les êtres humains. Les scientifiques ont également pu, via l’IA, démontrer quels animaux pourraient héberger ces virus et où ils pourraient émerger.
Validation des modèles prédictifs
Les scientifiques ont développé des modèles prédictifs d’hôtes réservoirs potentiels ayant fait l’objet d’une validation lors d’un projet d’un an et demi.
Leur travail intitulé « Optimizing predictive models to prioritize viral discovery in zoonotic reservoirs », publiée dans The Lancet, visait à déterminer les espèces de chauves-souris spécifiques potentiellement porteuses de bêtacoronavirus, groupe incluant les virus de type SRAS.
L’auteur principal de l’étude, Colin Carlson, professeur adjoint de recherche au département de microbiologie et d’immunologie de l’Université de Georgetown a expliqué que pour trouver ces virus, il fallait commercer par établir le profil de leurs hôtes, leur évolution, leur écologie et leur morphologie.
« L’IA nous permet de saisir ces données sur les chauves-souris. Nous pouvons ensuite transformer ces données en prédictions concrètes et déterminer où nous devrions chercher le prochain SRAS », a déclaré Carlson.
L’identification et la surveillance des réservoirs sauvages de virus susceptibles d’infecter les humains sont difficiles à réaliser malgré les investissements réalisés dans la surveillance épidémiologique.
On utilise davantage les modèles statistiques afin de prioriser les espèces sauvages sur le terrain. Toutefois, les prédictions réalisées à partir d’un modèle quelconque restent très incertaines.
Par ailleurs, une fois les prédictions réalisées, les chercheurs ne suivent que très rarement leur réussite ou leur échec. Cela complique l’apprentissage et la création de meilleurs modèles prédictifs futurs.
Toutes ces limites font en sorte que l’identification de modèles optimalement adaptés à la tâche se révèle incertaine.
L’apport de cette nouvelle étude dans la recherche de nouveaux virus pourrait être non négligeable. En effet, dans le monde, il existe plus de 400 espèces de chauves-souris susceptibles d’héberger des bêtacoronavirus.
Bien que l’on ne connaisse pas avec certitude l’origine du SRAS-CoV-2, des facteurs tels que l’expansion agricole et le changement climatique font en sorte que la propagation de virus par les chauves-souris reste un problème croissant.
La pandémie de coronavirus a boosté la recherche
La Covid-19 a permis d’accélérer les recherches, a expliqué Greg Albery, chercheur postdoctoral au département de biologie de Georgetown.
« Il s’agit d’une opportunité rare. Sans la pandémie, nous n’aurions jamais autant appris sur ces virus en si peu de temps. Cela nous a permis de réduire une décennie de recherche à environ un an de publications. Cela signifie que nous pouvons réellement démontrer que ces outils fonctionnent. »
L’équipe de scientifiques a développé, durant le premier trimestre de 2020, huit modèles prédictifs distincts. Ceux-ci ont été utilisés pour prédire quels types d’animaux pourraient abriter des bêtacoronavirus. Les scientifiques ont étudié, pendant plus de 12 mois, quarante nouveaux hôtes chauves-souris de bêtacoronavirus. Cela a permis de valider leurs prédictions initiales ainsi que de mettre à jour leurs modèles prédictifs.
Ils ont pu découvrir que les modèles basés sur l’évolution et l’écologie des chauves-souris étaient très utiles pour la prédiction de nouveaux hôtes. Par contre, les modèles prédictifs basés sur la science des réseaux et sur moins de données biologiques donnaient par hasard d’aussi bons ou de moins bons résultats.
« Notre étude nous procure une liste restreinte des données des espèces de chauves-souris devant être étudiées dans le futur », a expliqué Daniel Becker, professeur de biologie à l’Université d’Oklahoma. Ce dernier a en outre expliqué qu’après identification des hôtes probables, la prochaine étape doit avoir pour objet la surveillance afin de pouvoir établir le moment et l’endroit où les types de coronavirus sont susceptibles de se répandre. »
L’équipe de chercheurs collabore actuellement avec d’autres scientifiques internationaux pour tester des échantillons de chauves-souris pour les coronavirus basés sur leurs prédictions.
Carlon a expliqué qu’en dépensant moins de fonds, de ressources et de temps pour la recherche de ces virus, il était possible de se focaliser sur des aspects capables de sauver des vies dans le futur. Il peut s’agir d’investissements dans la création de vaccins universels pour le ciblage des virus ou dans la surveillance des débordements chez les personnes vivant dans des zones proches des chauves-souris.