Google DeepMind a présenté AlphaGenome 2, un modèle d’intelligence artificielle conçu pour prévoir l’effet de variations de l’ADN dans des types cellulaires précis. Entraîné sur plus de 107 millions de profils de cellules humaines et murines issus de 68 tissus, l’outil est accessible dès maintenant aux chercheurs non commerciaux via une API.
Le modèle ne pose pas de diagnostic. Il cherche à aider les scientifiques à comprendre pourquoi une même variation génétique peut modifier l’activité d’un gène dans une cellule immunitaire, sans produire le même effet dans une cellule cardiaque ou cérébrale. Google DeepMind précise qu’AlphaGenome 2 n’a pas été validé pour un usage clinique.
Une lecture de l’ADN adaptée à chaque cellule
La première version d’AlphaGenome analysait une séquence pouvant atteindre un million de lettres et produisait simultanément des prédictions pour de nombreux tissus. AlphaGenome 2 adopte une architecture conditionnelle : le modèle reçoit la séquence d’ADN, mais aussi le tissu, le type de cellule ou son état biologique cible.
Cette approche doit mieux distinguer des cellules proches. Elle permet également d’étudier des états temporaires, par exemple une cellule immunitaire activée après une vaccination. À partir de quelques dizaines de cellules mesurées dans une nouvelle expérience, le système peut construire une représentation de leur état et produire des prédictions sans nouvel entraînement.
Près de deux fois plus de variants retrouvés
Sur le jeu de données TenK10K, qui cartographie 28 types de cellules immunitaires, DeepMind indique qu’AlphaGenome 2 retrouve 30 % des variants causaux affectant l’expression des gènes, contre 16 % pour la version précédente adaptée aux données monocellulaires. Pour le sens de l’effet sur l’activité d’un gène, les résultats annoncés atteignent 43 %, contre 23 %.
Le modèle prédit notamment l’expression des gènes, l’accessibilité de la chromatine, certaines modifications des histones et la méthylation de l’ADN. Il peut aussi estimer des mesures absentes d’une expérience, afin d’aider les équipes à choisir les analyses biologiques à mener ensuite.
Un outil de recherche, pas un dispositif médical
DeepMind cite un exemple lié aux maladies inflammatoires de l’intestin. AlphaGenome 2 a reproduit informatiquement l’effet d’un variant qui augmente l’activité du gène ETS2 dans des macrophages de l’intestin, sans attribuer le même effet aux autres cellules examinées. L’entreprise évoque également une variation associée aux formes sévères de la Covid-19, dont l’effet serait plus marqué dans des cellules T activées après vaccination.
Ces résultats restent des prédictions à confronter à des expériences. Leur intérêt tient surtout à la possibilité de relier plus finement les études génétiques à la cellule dans laquelle une maladie se manifeste. AlphaGenome 2 est proposé gratuitement pour la recherche non commerciale et en aperçu privé pour les travaux commerciaux. Google prévoit aussi son intégration future à sa plateforme d’agents scientifiques Antigravity.
Source : Google DeepMind
