BE-PROTECT
Contexte
Plateforme électronique belge pour l'affinement basé sur les protéines et l'évaluation optimisée des menaces au moyen de technologies computationnelles pilotées par l'IA.
Les dernières décennies ont vu une explosion de notre compréhension moléculaire du vivant, avec des implications directes pour la santé et l'agriculture. Parallèlement, les menaces biologiques naturelles se multiplient, sous l'effet de la mobilité humaine croissante, de la perturbation des niches écologiques et du changement climatique. Grâce à un arsenal toujours plus vaste d'approches biomoléculaires avancées, les bioagents à l'origine de ces menaces peuvent aussi être (ré)modifiés avec une facilité croissante, tout comme les thérapies moléculaires qui y répondent.
Les protéines sont les molécules clés du vivant : elles sont ciblées par les bioagents ou activement utilisées par ceux-ci. Elles sont dès lors essentielles pour caractériser les menaces biologiques au niveau moléculaire et pour formuler des réponses possibles dans toute approche de biodéfense. Elles permettent également une différenciation fonctionnelle, stable et précise entre des souches ou des espèces génétiquement très proches, mais dont le comportement diffère en matière de pathogénicité.
La détection expérimentale actuelle part généralement de l'analyse génomique, ce qui limite l'interprétation. Transposer l'information du génome au niveau protéique peut fortement accroître la capacité à caractériser les bioagents : en recherchant des similitudes avec les protéines d'organismes connus, en identifiant les modes d'action moléculaires probables, en inférant les interactions protéiques hôte-pathogène et en suggérant des pistes de contre-mesures, à court comme à long terme.
BE-PROTECT met au point des mesures de biodéfense « made in Belgium » renforcées, destinées à optimiser l'évaluation, la prévention et la préparation, ainsi que la réponse et le rétablissement en cas d'incident biologique. Pour ce faire, le projet formule un pipeline computationnel de caractérisation protéique in silico approfondie, qui interprète les informations expérimentales de niveau génomique relatives aux bioagents, qu'ils soient d'origine naturelle ou disséminés avec une intention malveillante.
La nouveauté déterminante de cette approche est qu'elle prend également en compte les régions flexibles non repliées des protéines. De nombreux mécanismes pathogènes s'appuient sur ces régions flexibles pour infecter les cellules hôtes et interférer avec elles, mais elles sont le plus souvent ignorées en raison de la difficulté à les caractériser et à les interpréter.
BE-PROTECT atteint cet objectif en combinant des données accessibles au public, des méthodes existantes et un usage responsable de l'IA afin d'identifier la fonction et les cibles probables des protéines de bioagents, de les comparer aux protéines de pathogènes annotées ainsi qu'aux protéines de l'hôte, puis d'identifier les interactions protéiques probables et les médicaments susceptibles de perturber le bioagent, par repositionnement de médicaments et par mini-binders conçus par IA.
Le pipeline computationnel se veut entièrement à double usage, avec un composant public pour les mesures générales de santé publique et un composant privé pour la biodéfense relative aux bioagents sensibles, où les données d'entrée du pipeline et ses résultats peuvent être traités de manière sécurisée, selon un fonctionnement pleinement parallèle.
Le programme de recherche DEFRA est le fruit d'une coopération entre la Politique scientifique fédérale belge (BELSPO) et l'Institut royal supérieur de Défense (IRSD). L'IRSD assure la gestion du programme, du financement et du suivi des projets sélectionnés.
BE-PROTECT relève du thème 5 du programme DEFRA : Biotechnologies et amélioration/augmentation humaine (BHEA).
Le projet est ouvert à la communauté scientifique belge, de préférence selon une composition en triple hélice où le monde académique et l'industrie collaborent avec les institutions de recherche publiques afin de promouvoir la recherche et la technologie au sein de la Défense.
BE-PROTECT réunit la VUB, des partenaires de la Défense belge et PUXANO afin de développer des mesures de biodéfense made in Belgium, dotées de composants computationnels publics et privés sécurisés.
L'objectif est d'évaluer, de prévenir, de préparer, de gérer et de surmonter les événements biologiques, qu'ils résultent d'une dissémination délibérée ou accidentelle ou d'épidémies naturelles.
Le même renseignement moléculaire peut appuyer la gestion des épidémies d'origine naturelle et des disséminations délibérées, la prise de décision tactique et l'état de préparation face à des pathogènes inconnus ou émergents, tout en soutenant une collaboration nationale et européenne plus large. La plateforme est conçue pour se raccorder à des initiatives européennes et OTAN plus vastes, améliorant la collaboration et étendant la portée scientifique et opérationnelle du projet.
Au-delà du repositionnement de médicaments pour contrer les bioagents, le projet entend développer de nouveaux lieurs protéiques ciblant les protéines de bioagents, ouvrant ainsi la voie à l'innovation vers des biocapteurs ou de nouveaux médicaments. La nature générique du pipeline lui permettra également de se raccorder à d'autres développements au sein de l'UE ou de l'OTAN et de nouer des collaborations interdisciplinaires directes avec d'autres initiatives DEFRA, de défense européenne ou de la STO de l'OTAN.
