Biontech: KI fahndet nach Hochrisikovarianten

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Berlin -

Dass Viren mutieren, ist nicht neu. Dennoch sorgen neue Virusvarianten zunächst für Unruhe und Bedenken. Der Impfstoff-Hersteller Biontech hat nun gemeinsam mit dem Unternehmen InstaDeep ein Frühwarnsystem entwickelt, welches Aussagen über potenzielle Hochrisikovarianten zulassen soll.

Das System beruht auf einer neuen Berechnungsmethode, welche weltweit verfügbare Seuquenzierungsdaten analysiert. Mittels künstlicher Intelligenz (KI) sollen dann mögliche Hochrisikovarianten von Sars-CoV-2 vorhergesagt werden können. Dazu werden die virale Fitness – zum Beispiel die ACE2- und Spike-Protein-Interaktion der Virusvariante – und die Eigenschaften der Immunevasion der einzelnen Varianten herangezogen.

Vorhersage dank künstlicher Intelligenz

„Die neue Methode kombiniert die Strukturmodellierung des viralen Spike-Proteins mit KI-Algorithmen, um potenzielle Hochrisikovarianten innerhalb von weniger als einem Tag als solche zu erkennen“, erklärt Biontech. Neue Varianten könnten innerhalb von Minuten erkannt werden, das Risiko sei in Echtzeit überwachbar. „Mit den neuen Berechnungsmethoden, die wir in den letzten Monaten entwickelt haben, können wir die Sequenzinformationen des Spike-Proteins analysieren und neue Varianten nach ihrem vorhergesagten Immune-Escape- und ACE2-Bindung-Score einordnen“, sagte Professor Ugur Sahin, CEO und Mitgründer von Biontech. „Die frühzeitige Erkennung potenzieller Hochrisikovarianten könnte ein wirksames Instrument sein, um Forscher, Impfstoffentwickler, Gesundheitsbehörden und politische Entscheidungsträger zeitnah zu warnen und so mehr Zeit für die Einleitung entsprechender Maßnahmen gegen bedenkliche neue Virusvarianten zu haben.“

Zuverlässige Ergebnisse bei bisherigen Mutationen

Das System wurde bereits umfassend getestet und konnte zuverlässige Ergebnisse liefern: Während des Versuchszeitraums habe das System mehr als 90 Prozent der von der Weltgesundheitsorganisation (WHO) identifizierten Virusvarianten – Variants of Concern (VOC), Variants of Interest (VOI) und Variants Under Monitoring (VUM) – im Durchschnitt zwei Monate im Voraus erkannt. „Die von der WHO identifizierten Varianten Alpha, Beta, Gamma, Theta, Eta und Omikron wurden vom EWS noch in derselben Woche erkannt, in der ihre Sequenz erstmals hochgeladen wurde. Die Omikron-Variante wurde noch am selben Tag, an dem ihre Sequenz verfügbar wurde, als Hochrisikovariante eingestuft.“

Auch die kürzlich in Frankreich entdecke Variante wurde durch das System evaluiert. „Die Ergebnisse zeigen, dass die Fähigkeit dieser Variante, das Immunsystem zu umgehen, ähnlich zur Omikron-Variante ist, dass sie aber eine deutlich geringere Fitness aufweist. Dies macht sie angesichts der aktuellen Daten weniger bedenklich“, so Biontech.

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