L’IA utilisée pour prédire quels virus animaux sont susceptibles d’infecter les humains: étude

L’IA utilisée pour prédire quels virus animaux sont susceptibles d’infecter les humains: étude
L’IA utilisée pour prédire quels virus animaux sont susceptibles d’infecter les humains: étude

L’intelligence artificielle (IA) pourrait être essentielle pour aider les scientifiques à identifier le prochain virus animal capable d’infecter les humains, selon les chercheurs.

Dans une étude publiée mardi dans la revue PLoS Biology, l’équipe basée à Glasgow a déclaré avoir conçu un modèle génomique qui pourrait “prédire rétrospectivement ou prospectivement la probabilité que les virus puissent infecter les humains”.

Le groupe a développé des modèles d’apprentissage automatique pour identifier les virus zoonotiques candidats à l’aide de signatures de gamme d’hôtes codées dans les génomes viraux.

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Avec un ensemble de données de 861 espèces virales dont le statut zoonotique est connu, les chercheurs ont collecté une seule séquence génomique représentative des centaines d’espèces de virus à ARN et à ADN, couvrant 36 familles virales.

Ils ont classé chaque virus comme étant capable d’infecter les humains ou non, en fusionnant trois ensembles de données précédemment publiés qui rapportaient des données au niveau de l’espèce virale et n’ont pas pris en compte le potentiel de variation de la gamme d’hôtes au sein des espèces de virus.

Les chercheurs ont formé des modèles pour classer les virus en conséquence.

Les prédictions binaires ont correctement identifié près de 72% des virus qui infectent principalement ou exclusivement les humains et près de 70% des virus zoonotiques comme infectant l’homme, bien que les performances variaient selon les familles virales.

Après une conversion supplémentaire des probabilités prédites de potentiel zoonotique en quatre catégories, 92 % des virus infectant l’homme auraient un potentiel zoonotique moyen, élevé ou très élevé et un total de 18 virus actuellement non considérés comme infectant les humains selon leurs critères devraient ont un potentiel zoonotique très élevé – dont au moins trois avaient des preuves sérologiques d’infection humaine, suggérant qu’il pourrait s’agir de zoonoses valides.

« Sur l’ensemble de l’ensemble de données, 77,2 % des virus dont on prédit qu’ils ont un potentiel zoonotique très élevé étaient connus pour infecter les humains », ont écrit les chercheurs.

Ensuite, les scientifiques ont testé plusieurs modèles basés sur l’apprentissage pour trouver le modèle le plus performant, qui a été utilisé pour classer 758 espèces de virus – et 38 familles virales – non présentes dans les données d’entraînement.

Parmi un deuxième ensemble de 645 virus associés aux animaux exclus des données d’entraînement, les modèles ont prédit un risque accru de transmission zoonotique de virus génétiquement similaires associés aux primates non humains.

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« Pris ensemble, nos résultats sont cohérents avec l’attente selon laquelle la proximité phylogénétique relativement étroite des primates non humains peut faciliter le partage de virus avec les humains et suggèrent que cela peut en partie refléter des pressions sélectives communes sur la composition du génome viral chez les humains et les primates non humains. Cependant, les grandes différences entre les autres groupes d’animaux semblent avoir moins d’influence sur le potentiel zoonotique que les caractéristiques du virus », ont déclaré les auteurs.

Au total, 70,8 % des virus prélevés chez l’homme ont été correctement identifiés avec un potentiel zoonotique élevé ou très élevé.

Une deuxième étude de cas a prédit le potentiel zoonotique de toutes les espèces de coronavirus actuellement reconnues et les génomes humains et animaux de tous les coronavirus liés au syndrome respiratoire aigu sévère.

“Nos résultats montrent que le potentiel zoonotique des virus peut être inféré dans une large mesure à partir de la séquence de leur génome”, ont rapporté les chercheurs. « En mettant en évidence les virus présentant le plus grand potentiel de devenir zoonotique, le classement basé sur le génome permet de cibler plus efficacement une caractérisation écologique et virologique plus poussée. »

En identifiant les virus à haut risque et en menant une enquête plus approfondie, ils ont déclaré que les prédictions pourraient contribuer au déséquilibre croissant entre le rythme rapide de la découverte de virus et la recherche nécessaire pour évaluer de manière globale le risque.

Près de 2 millions de virus animaux peuvent infecter l’homme.

« Il est important de noter que, compte tenu des limites du diagnostic et de la probabilité que tous les virus capables d’infection humaine n’aient pas eu l’occasion d’émerger et d’être détectés, les virus non signalés comme infectant les humains peuvent représenter des espèces non détectées, non documentées ou véritablement non zoonotiques. Identifier des zoonoses potentielles ou non documentées au sein de notre était un objectif a priori de notre analyse », a déclaré le groupe.

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“Une séquence génomique est généralement la première, et souvent la seule, information que nous ayons sur les virus nouvellement découverts, et plus nous pouvons en extraire d’informations, plus tôt nous pourrons identifier les origines du virus et le risque zoonotique qu’il peut poser”, a-t-il ajouté. – L’auteur Simon Babayan de l’Institut de la biodiversité de l’Université de Glasgow a déclaré dans un communiqué de presse.

“Au fur et à mesure que de plus en plus de virus sont caractérisés, plus nos modèles d’apprentissage automatique deviendront efficaces pour identifier les virus rares qui doivent être étroitement surveillés et priorisés pour le développement de vaccins préventifs”, a-t-il ajouté.

 
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