À medida que a crise do COVID-19 se aprofunda em todo o mundo, uma equipe de pesquisadores de bioinformática de Montreal está usando inteligência artificial para rastrear o perfil genético do coronavírus responsável pela pandemia.

“Desde o seu surgimento na China, o vírus evoluiu e precisamos entendê-lo para desenvolver uma vacina ou tratamentos personalizados para cada paciente”, disse a pesquisadora Julie Hussin, professora assistente da Faculdade de Medicina da Universidade de Montreal.

Trabalhando no Instituto do Coração de Montreal (MIH) com o pesquisador Jean-Claude Tardif, que nesta semana lançou o estudo ColCorona para testar uma droga em 6.000 pacientes canadenses com COVID-19, Hussin e seus colegas estão tentando rastrear o vírus inimigo até o momento. seus genes.

“Imagine isso como uma árvore: a base do tronco é o primeiro vírus, passado de morcegos para humanos, depois surgiram muitas mutações, subindo o tronco e entrando em todos os galhos”, disse Hussin. “O que tentaremos fornecer é a imagem mais precisa possível do vírus, usando o RNA coletado diretamente de linhagens vivas em diferentes partes do mundo, particularmente em Quebec”.

Com base em sua experiência em genética de populações , genética estatística e aprendizado profundo , e trabalhando com o instituto de ciência da computação Mila, afiliado ao UdeM, e uma jovem start-up chamada InVivo AI, a equipe de Hussin analisará sequências virais em vários estágios de sua evolução. Eles terão como alvo indicadores associados a regiões geográficas nas quais os pacientes testaram positivo para COVID-19.

“Especificamente, estamos interessados ​​nas interações vírus-hospedeiro de cepas de vírus que podem afetar os seres humanos de maneira diferente, dependendo de etnia, gênero, idade, comorbidades, medicamentos prescritos e perfil genético pessoal”, escrevem os pesquisadores na descrição do projeto. Esse conhecimento é essencial para entender como a epidemia está evoluindo e projetar soluções terapêuticas, disseram eles.

Computadores para biologia

Como o próprio nome sugere, a bioinformática procura resolver problemas biológicos através de cálculos computacionais. Como um vírus é um organismo vivo, os bioinformáticos acreditam que podem restringir sua composição genética e várias mutações, usando computadores poderosos. Os resultados ainda não chegaram, mas o vírus é alvo de atenção mundial em milhares de laboratórios especializados.

Para se preparar, o laboratório de Hussin primeiro mergulhou na vasta literatura científica sobre COVID-19, que já inclui dezenas de artigos, com cerca de 400 publicados no genoma do coronavírus. “Muitas equipes chinesas se concentraram neste coronavírus e divulgaram seus resultados em tempo recorde”, explicaram. “Isso é muito útil para nós, mas precisamos iniciar pesquisas em uma escala mais ampla, pois esses estudos geralmente são limitados a uma ou duas mutações”.

Um vírus fascinante

Este novo coronavírus é particularmente fascinante para os pesquisadores devido à eficiência de seu modo de propagação. Dentro de alguns meses, ele se espalhou para muitas nações e continua a progredir. Um número muito grande de pares de bases que compõem seu DNA já sofreu mutação. Respondendo ao processo de seleção natural, as mutações mais bem adaptadas sobrevivem e se espalham, potencialmente tornando o vírus ainda mais eficiente.

Esse processo é precisamente o que Hussin fez o foco de sua pesquisa com geneticistas da UdeM. Concluiu o mestrado com Damian Labuda nos processos de seleção natural das populações humanas e, posteriormente, se especializou com Philippe Awadalla em outros aspectos da evolução do genoma em relação à saúde humana.