Méthodes basées sur l'Intelligence Artificielle pour le Design de Nano-anticorps – ANDES

ANDES vise à développer et valider des méthodes de design computationnel de nano-anticorps, avec un large spectre d’applications (thérapies, diagnostics…) afin de disposer de solutions technologiques efficaces, permettant de réagir très rapidement et de faire face à l’émergence de nouveaux virus. Notre ambition réside dans la prise en compte de caractéristiques cruciales pour la conception de nano-anticorps fonctionnels: spécificité et affinité de liaison, réseau de liaisons hydrogènes enfoui et dense, conformation de boucles compétente pour la liaison. Un premier développement consiste à developper une nouvelle famille de fonctions d’énergies (score function) décomposable dédiées « interface » et visant à compenser les faiblesses naturelles des fonctions d’énergie usuelles pour le design, favorisant la construction d’un cœur hydrophobe lors du redesign d’interface. Cette fonction sera construite par apprentissage profond. Les développements viseront ensuite à entrelacer les explorations de l’espace des conformations et de l’espace des séquences tout en intégrant des informations extraites de séquences/structures connues, via des outils efficaces inspirés de la robotique et du raisonnement automatique en IA, associés avec des approches de modélisation moléculaire. En terme de design, les outils seront affinés pour favoriser le choix de séquence stabilisant une conformation de boucle, compétente pour la liaison. L’efficacité de calcul attendue de la fonction d’énergie développée et celle, bien établie, des outils de raisonnement automatique utilisés pour le design ou de robotique utilisés pour la conception de boucles sont un atout additionnel de cette approche. Sur des objectifs de changement de spécificité et d’optimisation d'affinité ciblant des antigènes de coronavirus, les nano-anticorps conçus in silico seront synthétisés et validés expérimentalement par des approches biophysiques et structurales, tout au long du projet, permettant d’améliorer les objectifs de design in silico. En établissant la preuve de concept de solutions technologiques efficaces et robustes de conception de nano-anticorps, le projet interdisciplinaire ANDES: (i) permettra d’accélérer le développement de thérapies et de diagnostics innovants, basés sur les nano-anticorps; (ii) fournira des approches prédictives efficaces pour la conception sur mesure de biomolécules d’intérêt pour de nombreux domaines des biotechnologies et de la santé; (iii) apportera des algorithmes et des méthodes avancées d'IA et de biologie computationnelle d'intérêt général; (iv) contribuera à améliorer notre compréhension des interactions entre protéines, du rôle des boucles à l'interface de liaison et des relations séquence-structure-fonction des protéines.