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C’est une petite révolution qui semble voir le jour dans le domaine de la santé. En Australie, pour la première fois, une intelligence artificielle a été mise au point pour générer un vaccin contre la grippe. Une avancée qui n’en est encore qu’à ses premiers mais qui pourrait ouvrir de nouvelles perspectives pour l’industrie pharmaceutique. 

Elle s’appelle SAM. Une intelligence artificielle créée par l’université de Flinders en Australie. Pour bien comprendre le rôle qu’elle joue, il faut déjà s’attarder un instant sur ce qu’est un adjuvant, composant intervenant dans le fonctionnement des vaccins pour en augmenter l’efficacité.

Quel est le rôle d’un adjuvant ? 

Le but du vaccin est d’apprendre à l’organisme à identifier rapidement un corps étranger pathogène et à synthétiser les bonnes molécules pour pouvoir l’éliminer. Plus précisément, un micro-organisme possède à la surface de son enveloppe un antigène, une sorte de verrou dont les cellules de notre système immunitaire doivent trouver la clef.

Pour ce faire, on injecte donc ces antigènes dans l’organisme, afin qu’il apprenne à les reconnaitre et à se constituer une mémoire dans le but de réagir rapidement en cas d’infection par le micro-organisme ciblé.

Pour optimiser cet « apprentissage », on ajoute à la composition du vaccin ce qu’on appelle des adjuvants. Ces molécules permettent de déclencher la réponse immunitaire. Elles font office de lanceur d’alerte, afin de signaler un danger et inciter le corps à réagir rapidement.

Elles ne sont pas indispensables pour tous les vaccins (rougeole ou rubéole par exemple) mais jouent un rôle déterminant pour d’autres. Un des enjeux principaux dans la création d’un vaccin est donc de générer l’adjuvant le plus adapté pour en optimiser les effets. Et l’informatique est un outil particulièrement efficace pour identifier la molécule idéale.

Quel est le rôle de l’informatique ?

Des algorithmes sophistiqués permettent d’assister la recherche et le développement de nouveaux médicaments. Ces algorithmes peuvent fonctionner de deux manières différentes. Ils peuvent premièrement identifier la ou les molécules les plus intéressantes au sein d’une chimiothèque (une banque de données compilant un ensemble de molécules connues), ou bien synthétiser informatiquement une molécule présentant les propriétés recherchées. Cette deuxième fonctionnalité intéresse particulièrement les chercheurs. En analysant la structure de la protéine ciblée (en l’occurence, l’antigène du microbe visé par le vaccin), le logiciel modélise entièrement une molécule, la plus à même d’interagir avec elle de la façon souhaitée. Il s’agit d’un processus plus complexe qu’il n’y paraît, dans la mesure où les protéines se « comportent » différemment en fonction de l’environnement où elles se trouvent. La difficulté est donc de simuler du mieux possible les conditions dans lesquelles l’adjuvant devra interagir avec l’antigène.

Pour le moment, ces algorithmes ne permettent pas un gain de temps à l’industrie pharmaceutique. Mais les processus de sélection complexes dont ils sont capables permettent de générer des molécules optimales. Depuis longtemps, les ordinateurs assistent la recherche médicale, pour mettre au point de nouveaux traitements plus efficaces. Mais c’est la première fois qu’une intelligence artificielle est utilisée pour générer un médicament.

Quel est le rôle de l’IA ?

Apprendre. C’est l’avantage majeur que présente une intelligence artificielle face à un algorithme classique. Dans le cas de SAM, l’objectif était donc de créer une IA capable d’apprendre à reconnaître et mémoriser les combinaisons chimiques les plus susceptibles de présenter un intérêt pour l’organisme humain. L’équipe de recherche australienne a dans un premier temps présenté à SAM l’ensemble des molécules déjà connues pour posséder des propriétés thérapeutiques pour l’Homme. Cette banque de données a donc permis la phase d’apprentissage.

Dans un deuxième temps, SAM a travaillé en binôme avec une autre IA. Cette dernière était chargée de générer des milliards de molécules, afin de constituer une gigantesque chimiothèque. Grâce aux connaissances qu’elle avait acquise, SAM était ensuite capable de sélectionner au sein de cette nouvelle base de données, les substances les plus adaptées pour créer un traitement donné. Les « candidates » retenues, ont ensuite été synthétisées en laboratoire, puis testées sur des cellules humaines pour en vérifier l’efficacité. Les résultats de ces essais indiquent que SAM est non seulement capable de reconnaître des adjuvants efficaces, mais surtout de trouver des combinaisons plus efficaces que celles déjà existantes !

Les tests réalisés sur les animaux semblent confirmer l’efficacité supérieure des vaccins conçus par l’IA par rapport aux vaccins anti-grippes standards. Il s’agit désormais d’effectuer les essais sur l’Homme. Les tests cliniques viennent de débuter aux Etats-Unis pour une durée d’un an. En cas de succès, les capacités de cette IA pourraient être mises à profit pour la conception de nombreux autres vaccins.

Si les résultats s’avèrent probants, le traitement pourra être commercialisé dans 3 ans. Mais la méfiance croissante de la population envers les vaccins et l’intelligence artificielle pourrait représenter un véritable frein à son arrivé sur le marché. Pourtant, la nécessité d’améliorer les moyens d’éradiquer la grippe est une évidence. Selon une estimation de l’Organisation Mondiale de la Santé datant de 2017, jusqu’à 650 000 décès seraient dus chaque année à la grippe saisonnière.

Luc Lallemand