Pierwsza inteligentna platforma do analizy fagów ma w bazie już 18 tys. fagów

Proteon Pharmaceuticals S.A., polska firma biotechnologiczna i lider w stosowaniu bakteriofagów (fagów) do modulacji mikrobiomu w celu poprawienia zdrowia zwierząt i ryb hodowlanych, udowodniła, że odważny pomysł na wykorzystanie luki rynkowej, połączony z doskonałym wdrożeniem, może dać innowacyjne na globalną skalę rozwiązanie.

Pierwsza na świecie wykorzystująca sztuczną inteligencję webowa platforma PhageAI, która powstała w ścisłej współpracy między Proteon Pharmaceuticals S.A. i start-upem SLAVIC AI, wniosła nową jakość do naukowego świata zajmującego się badaniem bakteriofagów. PhageAI (https://phage.ai/) umożliwia weryfikację cyklu życiowego bakteriofaga (lityczny/lizogenny) z dokładnością do ponad 98%. Dzięki zaawansowanemu algorytmowi wykorzystującemu techniki uczenia maszynowego czas potrzebny do zbadania bakteriofaga został skrócony kilkasetkrotnie w porównaniu do manualnego sprawdzania. Wynik, na którego uzyskanie dotychczas należało poświęcić nawet do kilkudziesięciu godzin analiz, otrzymuje się w około 5 sekund.

Od uruchomienia w 2019 roku platforma doczekała się kolejnych odsłon poszerzających zakres jej funkcjonowania. Firma Proteon bezpłatnie udostępniła aplikację PhageAI branży fagowej w celu poprawienia wydajności oraz poszerzenia badań i rozwoju bakteriofagów jako narzędzia do poprawy zdrowia i życia ludzi i zwierząt. W tej chwili użytkownicy z całego świata, zwłaszcza z Europy i USA, aktywnie korzystają z PhageAI do sekwencjonowania bakteriofagów.

Jak działa PhageAI?

PhageAI umożliwia dostęp do wszystkich 18 tysięcy publicznych bakteriofagów wraz z ich sekwencjami DNA w formacie FASTA. Po wgraniu sekwencji DNA danego bakteriofaga użytkownik w ciągu kilku sekund otrzymuje predykcję dla jego cyklu życia (lityczny/lizogenny) wraz z wartością  prawdopodobieństwa, dzięki użytemu do tego celu algorytmowi AI. Użytkownicy mogą tworzyć projekty publiczne bądź prywatne, w zależności od swoich potrzeb, w celu organizacji pracy z bakteriofagami pod konkretne cele badawczo-rozwojowe. Zastosowane interfejsy programistyczne umożliwiają włączenie PhageAI do własnych procesów bez konieczności używania przeglądarki internetowej, a dedykowana sekcja komentarzy pozwala na wymianę wiedzy na temat bakteriofagów z innymi naukowcami i badaczami z całego świata.

PhageAI jest pierwszym na świecie rozwiązaniem tak usprawniającym i przyspieszającym pracę biotechnologów i genetyków badających bakteriofagi. Platforma jest stale rozwijana dzięki ciągłej współpracy obu firm.

Jak powstał Phage AI

Pomysłodawcami projektu są doświadczeni bioinformatycy z Proteon Pharmaceuticals Joanna Kazimierczak i Arkadiusz Guziński oraz założyciel start-upu - Piotr Tynecki.

W 2018 roku wzięliśmy udział w hackathonie informatycznym BioHack 2018 jako Partner wydarzenia – mówi Joanna Kazimierczak, współautorka pytania konkursowego “The analysis of bacteriophage genomes considering their lytic/lysogenic potential” (Analiza genomu bakteriofagów na podstawie ich potencjału litycznego/lizogennego). Zadanie zostało zrealizowane m.in. przez zespół SLAVIC z Białegostoku, który ostatecznie zwyciężył w konkursie, tworząc w niecałe 24h obiecujące rozwiązanie problemu poprzez zastosowanie algorytmów AI.

Dwa miesiące później prof. Jarosław Dastych, założyciel i Prezes Proteon Pharmaceuticals, nawiązał stałą współpracę z liderem zwycięskiego zespołu SLAVIC – Piotrem Tyneckim, programistą Python i doktorantem Politechniki Białostockiej. Jej celem było opracowanie zakresu i specyfikacji dla kompleksowej platformy do analizy i klasyfikacji genomów bakteriofagowych wśród społeczności naukowo-badawczej. W ten sposób narodziła się idea projektu informatycznego PhageAI.

Prace deweloperskie nad projektem PhageAI rozpoczęto na początku stycznia 2019, zaś pierwsza publiczna wersja Beta miała swoją premierę podczas konferencji Phages 2019  w St. Hilda’s College w Oxfordzie w połowie września 2019.

___________________

Proteon Pharmaceuticals S.A. jest liderem w technologii bakteriofagów (fagów) używanych w hodowli zwierząt i ryb. Produkty Proteon modulują mikrobiom, w celu poprawienia zdrowia zwierząt i ryb hodowlanych, zwiększając tym samym jakość i wydajność produkcji zwierzęcej. Stworzona przez nas specjalistyczna platforma wykorzystuje technologie omiczne, biologię molekularną, bioinformatykę i sztuczną inteligencję (AI), aby tworzyć skuteczne, niezawodne i bezpieczne rozwiązania antybakteryjne dla ochrony zdrowia zwierząt. Proteon był pierwszą firmą, która opracowała efektywne dodatki paszowe na bazie bakteriofagów do zwalczania infekcji bakteryjnych u drobiu. Pierwsze produkty Proteon są komercyjnie dostępne w Azji, gdzie poprawiają stan zdrowia i zmniejszają ryzyko oporności na chemiczne środki przeciwbakteryjne (AMR). W wyniku partnerstwa handlowego z DuPont Animal Nutrition niektóre rozwiązania Proteon będą wkrótce będą dostępne na całym świecie.

SLAVIC AI to białostocki start-up specjalizujący się w badaniu i wdrażaniu sztucznej inteligencji pod kątem rozwiązywania problemów z dziedziny “LifeScience”. Firma projektuje i wytwarza oprogramowanie wykorzystujące rezultat uczenia Sieci Neuronowych (Deep Learning) na setkach tysięcy sekwencji nukleotydowych oraz białek. Jedną z kluczowych realizacji SLAVIC AI jest projekt PhageAI. Firmę tworzą laureaci prestiżowych konkursów branżowych a także zwycięzcy hackathonów.