Biofy acelera el diagnóstico de enfermedades que salva vidas, con la tecnología de NVIDIA

Con el fin de recortar el tiempo que transcurre entre las pruebas y el tratamiento, Biofy implementó una canalización nativa de la nube en Oracle Cloud Infrastructure (OCI) que ejecuta algoritmos acelerados por NVIDIA para ensamblar genomas bacterianos completos, integrarlos como vectores y cotejar estos vectores con una base de datos más extensa de genomas microbianos y marcadores de resistencia.

Este proceso es complementado por el motor de recomendación de Biofy, denominado Abby, el cual es capaz de analizar los genes de resistencia identificados y sugerir los antibióticos o los métodos terapéuticos más efectivos para infecciones específicas. Los resultados de Abby se integran a la perfección en el flujo de trabajo clínico para asegurar que los planes específicos se pongan en práctica lo antes posible, lo cual permitiría ahorrar tiempo y salvar vidas.

Durante el proceso de desarrollo, Biofy se topó con un obstáculo determinante: el ensamblaje de secuencias genómicas de alto rendimiento, la búsqueda vectorial en cientos de miles de genomas y el entrenamiento de modelos de gran tamaño exigen una computación paralela masiva que las CPU sencillamente no pueden proporcionar en los plazos clínicos ideales.

Biofy se sirvió de las GPU de NVIDIA, en combinación con la infraestructura de IA de OCI, para proveer entrenamiento e inferencia de IA de alto rendimiento —un 50 % mejor y con un coste hasta un 50 % inferior—, con una integración de alto nivel y optimizada mediante las plataformas de datos y vectores de Oracle.

El proceso de diagnóstico integral se realiza ahora en unas cuatro horas, en lugar de en cinco días, para los resultados estándar de laboratorio, lo cual representa una aceleración 30 veces superior. Además, en lugar de centrarse en un panel fijo de genes, la solución de Biofy toma en cuenta genomas completos y los patrones de resistencia, lo cual aumenta la precisión del diagnóstico hasta alrededor del 95 % si se compara con los métodos tradicionales.

Los científicos de laboratorio y los especialistas en enfermedades infecciosas ahora tienen la capacidad de obtener resultados rápidos y con alto nivel de confianza que se adaptan a sus flujos de trabajo existentes, lo cual disminuye la ambigüedad del diagnóstico y el agotamiento profesional.

El modelo biológico líder de Biofy tiene en cuenta la variabilidad continua en la detección y el tratamiento de enfermedades infecciosas. Este modelo, basado en la arquitectura Llama 3, genera de forma continua más de 100 000 secuencias de ADN sintético para anticipar nuevas variantes resistentes y mantener una alta precisión a medida que las bacterias mutan.

La plataforma de pila completa de NVIDIA se empleó para crear el sistema de Biofy, incluida NVIDIA RAPIDS™ para acelerar las operaciones de matriz e incrustaciones de ADN a gran escala en GPU, bibliotecas aceleradas por NVIDIA® CUDA® a través de OCI y 32 GPU NVIDIA® H100 Tensor Core para entrenar y acelerar modelos genómicos basados en modelos lingüísticos de gran tamaño (LLM) y patentados. RAPIDS incorpora NVIDIA cuDF para el procesamiento de grandes volúmenes de datos de ADN y NVIDIA cuML para corregir errores presentes en el ADN.

El almacenamiento de vectores genómicos se llevó a cabo en Oracle Autonomous AI Database con Oracle AI Vector Search para asegurar que la inferencia de modelos fuera rápida y rentable. Oracle está evaluando NVIDIA cuVS con el objetivo de acelerar las búsquedas vectoriales y la creación de índices en Oracle Database 26ai.

Esta canalización de IA automatizada y acelerada por NVIDIA puede transformar el sistema actual y convertirlo en un proceso optimizado capaz de procesar cientos de miles de genomas bacterianos y variaciones de ADN sintético en cuestión de minutos, lo cual permite a los equipos de laboratorio y a los médicos focalizarse en la atención al paciente y en los planes de tratamiento, en lugar de en el análisis manual.

Desde el lanzamiento comercial de la solución de Biofy, se han efectuado varios miles de pruebas y se han llegado a salvar más de un centenar de vidas. Todos los días salen a la luz nuevos casos, especialmente aquellos en los que los laboratorios no logran identificar bacterias, y Biofy proporciona un resultado preciso en tan solo unas horas.

En un caso reciente se describió que un paciente con una infección grave en una pierna corría el riesgo de sufrir una amputación a raíz de que el laboratorio tuvo dificultades para identificar la bacteria con la rapidez suficiente para poner en marcha un plan de tratamiento dentro de una ventana terapéutica viable. Gracias a Abby de Biofy, se pudo diagnosticar y poner en marcha el tratamiento más adecuado en tan solo unas horas, lo cual permitió salvar la pierna y la vida de este paciente.

En la actualidad, Biofy está tratando de ampliar su plataforma genómica a nuevos hospitales de Brasil y de establecer una nueva filial en Estados Unidos para prestar servicios a los mercados estadounidense y mundial. Se están estableciendo alianzas, por ejemplo, con la división de atención sanitaria de Oracle y con varias instituciones educativas y de investigación estadounidenses.

El equipo está desarrollando un modelo básico de péptidos de gran tamaño para diseñar nuevos péptidos antibacterianos contra patógenos resistentes a los tratamientos actuales, con el fin de ofrecer tratamientos de alta calidad generados mediante IA en los próximos dos años.

En el marco de su estrategia de evolución tecnológica, Biofy tiene previsto expandir su plataforma actual para admitir la identificación y el análisis de hongos y virus, ampliando así su ámbito de actuación en el campo de las enfermedades infecciosas y aumentando la precisión diagnóstica y la repercusión clínica por medio de la IA avanzada, con el objetivo permanente de salvar vidas en todo el mundo.