Une IA conçoit 17 protéines qui se fixent à des toxines de scorpion

Une puce, une protéine, une toxine : le test est simple à décrire, mais long à réaliser. Dans l'étude d'Anthropic, 318 484 conceptions de protéines ont été générées par un modèle de recherche interne, Claude, en 64 heures, et seule une petite partie d'entre elles a atteint un banc d'essai. Sur les 211 candidates envoyées au laboratoire, 17 ont passé avec succès les tests de fixation contre des neurotoxines de scorpion dangereuses.

Le problème des antivenins explique l'importance de ce test. Les piqûres de scorpion touchent au moins 1,2 million de personnes dans le monde chaque année, causant plus de 3 250 décès, principalement chez des enfants vivant dans des régions où l'accès aux soins médicaux est limité. Les traitements existants sont fabriqués en immunisant des animaux, notamment des chevaux, avec du venin, puis en extrayant les anticorps de leur sang. La fabrication peut prendre des mois, et un traitement ne fonctionne parfois que contre une gamme limitée de toxines. La tâche de conception confiée par Anthropic consistait à créer des minibinders, de petites protéines artificielles qui se fixent sur des cibles précises. Le projet s'est concentré sur cinq neurotoxines de scorpions présents au Mexique, au Brésil, en Afrique du Nord et au Moyen-Orient.

Le modèle a travaillé en grande partie seul, en utilisant 12 outils de conception de protéines pour produire 318 484 candidats et examiner 553 052 paires protéine-toxine, une campagne ayant consommé environ 10 000 heures GPU. Après une consigne initiale et quatre relances, Claude a sélectionné 180 conceptions pour le laboratoire, et les chercheurs en ont ajouté 31 autres avec son aide. Adaptyv Bio et Twist Bioscience ont produit les protéines à l'aide de méthodes de laboratoire différentes et mesuré leur fixation par résonance plasmonique de surface, une technique qui suit la force avec laquelle les molécules se fixent et la vitesse à laquelle elles se séparent. Pour être retenue, une conception devait se fixer de manière constante dans les deux laboratoires, atteindre un seuil d'affinité défini et ne montrer aucune fixation détectable sur une protéine humaine sans rapport, utilisée comme témoin.

Sept conceptions se sont fixées à la toxine Cn2 du scorpion mexicain, quatre à AaH I, quatre à AaH II et deux à LqhIII. Parmi les 60 conceptions élaborées pour une seule toxine, 11 ont réussi, soit un taux de réussite d'environ 18 %. Les conceptions multitoxines n'ont pas été retenues face à plus d'une toxine. Les deux candidates en tête, Cn2-B1 et Cn2-B2, se sont fixées particulièrement fortement, et des expériences de compétition suggèrent qu'elles se fixent près du même site qu'un anticorps précédemment démontré comme neutralisant Cn2 chez la souris. Les chercheurs insistent sur les limites : ils n'ont testé la fixation que sur des toxines produites en laboratoire, et non sur du venin prélevé sur des scorpions, et ils n'ont pas établi si les candidates bloquent l'activité des toxines dans les cellules ou protègent les animaux.

Pour les personnes piquées chaque année, rien ne change pour l'instant. Ce qui change, c'est le point de départ. La neutralisation du venin, l'innocuité, la stabilité et l'efficacité thérapeutique doivent encore être testées avant que tout développement clinique puisse être envisagé, et aucun calendrier n'a été annoncé. Anthropic publie les 211 conceptions, leurs structures prédites et les résultats expérimentaux afin que d'autres équipes puissent s'appuyer dessus. Les conclusions figurent dans un rapport technique et non dans une revue à comité de lecture, ce qui laisse les affirmations ouvertes à une vérification indépendante.