Biofy Acelera el Diagnóstico de Enfermedades que Salva Vidas, Impulsado por NVIDIA

Para disminuir el tiempo desde las pruebas hasta el tratamiento, Biofy implementó un pipeline nativo de la nube en Oracle Cloud Infrastructure (OCI) que ejecuta algoritmos acelerados por NVIDIA para ensamblar genomas bacterianos completos, incrustarlos como vectores y hacer coincidir estos vectores con una base de datos más grande de genomas microbianos y marcadores de resistencia.

A este proceso le sigue el motor de recomendación de Biofy, llamado Abby, que puede analizar genes de resistencia identificados y sugerir los antibióticos o métodos de tratamiento más efectivos para infecciones específicas. Los resultados de Abby se integran de forma fluida en el workflow clínico para garantizar que los planes especificados se pongan en acción rápidamente, lo que ahorra tiempo y salva vidas.

Durante el proceso de desarrollo, Biofy experimentó un cuello de botella clave: tanto el ensamblaje de genomas de alto rendimiento como la búsqueda de vectores en cientos de miles de genomas y el entrenamiento en grandes modelos requieren una computación paralela masiva que las CPU simplemente no pueden proporcionar dentro de las ventanas de tiempo clínico ideales.

Biofy utilizó las GPU de NVIDIA combinadas con la infraestructura de IA de OCI para ofrecer entrenamiento e inferencia de IA de alto desempeño un 50 % mejor hasta a la mitad del costo, con una integración estrecha y optimizada mediante las plataformas de datos y vectores de Oracle.

El proceso de diagnóstico integral ahora se completa en unas cuatro horas, en comparación con los cinco días de los resultados de laboratorio estándar, una aceleración de 30 veces. Además, en lugar de centrarse en un panel fijo de genes, la solución de Biofy considera patrones de resistencia y genomas completos, lo que aumenta la precisión del diagnóstico a alrededor del 95 % en comparación con los métodos tradicionales.

Los científicos de laboratorio y los especialistas en enfermedades infecciosas ahora pueden obtener resultados rápidos y altamente confiables que se ajustan a sus workflows existentes, lo que reduce la ambigüedad del diagnóstico y el agotamiento.

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

Para crear el sistema de Biofy se utilizó la plataforma de pila completa de NVIDIA, incluyendo NVIDIA RAPIDS™ para acelerar las operaciones y las incrustaciones de matrices de ADN a gran escala en las GPU y las bibliotecas aceleradas por NVIDIA® CUDA® a través de OCI y 32 GPU H100 Tensor Core para entrenar y servir modelos genómicos basados en LLM y de propiedad exclusiva. RAPIDS incluye NVIDIA cuDF para procesar grandes volúmenes de datos de ADN y NVIDIA cuML para corregir errores presentes en el ADN.

El almacenamiento de vectores genómicos se realizó en Oracle Autonomous IA Database con Oracle IA Vector Search para mantener la rapidez y la eficacia en costo de la inferencia de modelos. Oracle está evaluando NVIDIA cuVS para acelerar la búsqueda vectorial y la creación de índices en Oracle Database 26ai.

Este pipeline de IA automatizado y acelerado por NVIDIA puede transformar el sistema actual en un proceso optimizado que ejecuta cientos de miles de genomas bacterianos y variaciones de ADN sintético en minutos, lo que permite que los equipos de laboratorio y los médicos se centren en la atención al paciente y los planes de tratamiento en lugar de en el análisis manual.

Desde el lanzamiento comercial de la solución de Biofy se han realizado varios miles de pruebas y se han salvado más de cien vidas. Diariamente surgen nuevos casos, especialmente casos en los que los laboratorios no pueden identificar las bacterias, y Biofy proporciona un resultado preciso en unas pocas horas.

En un caso reciente se reportó un paciente con una infección grave en la pierna, que corría riesgo de amputación debido a que el laboratorio tuvo dificultades para identificar la bacteria lo suficientemente rápido como para implementar un plan de atención dentro de la ventana de tiempo de tratamiento viable. Mediante el uso de Abby de Biofy, fue posible diagnosticar e iniciar el plan médico más adecuado en el lapso de unas pocas horas, lo que salvó la pierna y la vida de este paciente.

Actualmente, Biofy está trabajando para expandir su plataforma genómica a nuevos hospitales en Brasil y para establecer una nueva entidad en los Estados Unidos para servir a los mercados estadounidense y global. Se están estableciendo asociaciones, por ejemplo con la división sanitaria de Oracle y varias instituciones educativas y de investigación estadounidenses.

El equipo está desarrollando un gran modelo fundacional de péptidos para diseñar nuevos péptidos antibacterianos para patógenos que son resistentes a los tratamientos actuales, con el objetivo de ofrecer terapias de primera clase generadas por IA en los próximos dos años.

Como parte de su estrategia de evolución de la tecnología, Biofy planea expandir su plataforma actual para apoyar la identificación y el análisis de hongos y virus, lo que amplía su alcance en enfermedades infecciosas y aumenta la precisión del diagnóstico y el impacto clínico a través de la IA avanzada, con el objetivo continuo de salvar vidas a nivel mundial.