Aujourd’hui, deux laboratoires ont annoncé séparément des programmes qui utilisent des modèles de diffusion pour générer des conceptions de nouvelles protéines avec plus de précision que jamais. Generate Biomedicines, une startup basée à Boston, a révélé un programme appelé Chroma, que la société décrit comme le « DALL-E 2 de la biologie ».
Dans le même temps, une équipe de l’Université de Washington dirigée par le biologiste David Baker a construit un programme similaire appelé RoseTTAFold Diffusion. Dans un article préimprimé publié en ligne aujourd’hui, Baker et ses collègues montrent que leur modèle peut générer des conceptions précises pour de nouvelles protéines qui peuvent ensuite être concrétisées en laboratoire. « Nous générons des protéines qui n’ont vraiment aucune similitude avec les protéines existantes », déclare Brian Trippe, l’un des co-développeurs de RoseTTAFold.
Ces générateurs de protéines peuvent être dirigés pour produire des conceptions de protéines ayant des propriétés spécifiques, telles que la forme, la taille ou la fonction. En effet, cela permet d’inventer de nouvelles protéines pour faire des travaux particuliers à la demande. Les chercheurs espèrent que cela conduira éventuellement au développement de nouveaux médicaments plus efficaces. « Nous pouvons découvrir en quelques minutes ce qui a pris des millions d’années d’évolution », déclare Gevorg Grigoryan, PDG de Generate Biomedicines.
« Ce qui est remarquable dans ce travail, c’est la génération de protéines en fonction des contraintes souhaitées », explique Ava Amini, biophysicienne chez Microsoft Research à Cambridge, Massachusetts.
GÉNÉRER DES BIOMÉDICAMENTS
Les protéines sont les éléments constitutifs fondamentaux des systèmes vivants. Chez les animaux, ils digèrent les aliments, contractent les muscles, détectent la lumière, stimulent le système immunitaire et bien plus encore. Lorsque les gens tombent malades, les protéines jouent un rôle.
Les protéines sont donc des cibles privilégiées pour les médicaments. Et bon nombre des médicaments les plus récents d’aujourd’hui sont eux-mêmes à base de protéines. « La nature utilise des protéines pour pratiquement tout », explique Grigoryan. « La promesse qui offre des interventions thérapeutiques est vraiment immense. »
Mais les concepteurs de médicaments doivent actuellement s’appuyer sur une liste d’ingrédients composée de protéines naturelles. L’objectif de la génération de protéines est d’étendre cette liste avec un pool presque infini de protéines conçues par ordinateur.
Les techniques de calcul pour concevoir des protéines ne sont pas nouvelles. Mais les approches précédentes ont été lentes et peu efficaces pour concevoir de grandes protéines ou des complexes protéiques, des machines moléculaires composées de plusieurs protéines couplées ensemble. Et ces protéines sont souvent cruciales pour le traitement des maladies.
