Biofy améliore la rapidité des diagnostics de maladies potentiellement mortelles grâce aux technologies de NVIDIA.

Pour réduire le délai entre les tests et le traitement, Biofy a mis en œuvre un pipeline cloud natif sur Oracle Cloud Infrastructure (OCI), utilisant des algorithmes accélérés par NVIDIA pour assembler des génomes bactériens complets, les transformer en vecteurs, puis les comparer à une base de données élargie de génomes microbiens et de marqueurs de résistance.

Ce processus est suivi par Abby, le moteur de recommandation de Biofy, qui analyse les gènes de résistance détectés et recommande les antibiotiques ou stratégies thérapeutiques les plus adaptés à chaque type d’infection. Les résultats fournis par Abby sont intégrés de manière fluide au flux de travail clinique afin de permettre la mise en place rapide de plans de traitement ciblés, contribuant ainsi à réduire les délais et à sauver des vies.

Lors de son développement, Biofy a été confrontée à un important goulot d’étranglement : l’assemblage génomique à haut débit, la recherche vectorielle sur des centaines de milliers de génomes et l’entraînement de grands modèles requièrent une puissance de calcul parallèle massive que les CPU ne peuvent pas fournir dans des délais compatibles avec les contraintes cliniques.

Biofy a utilisé les GPU de NVIDIA, associés à l’infrastructure d’IA d’OCI, afin d’obtenir des performances élevées pour l’entraînement et l’inférence des modèles d’IA, jusqu’à 50 % supérieures pour un coût pouvant être réduit de moitié, tout en bénéficiant d’une intégration optimisée grâce aux plateformes de données et de vecteurs d’Oracle.

Le processus de diagnostic de bout en bout est désormais réalisé en environ quatre heures, contre près de cinq jours pour les analyses standard, soit une accélération d’environ 30 fois. De plus, plutôt que de se limiter à un panel fixe de gènes, la solution de Biofy analyse des génomes complets et des modèles de résistance, ce qui a permis d’améliorer la précision diagnostique jusqu’à environ 95 % par rapport aux méthodes traditionnelles.

Les scientifiques de laboratoire et les spécialistes des maladies infectieuses disposent désormais de résultats rapides et fiables, intégrés à leurs flux de travail existants, ce qui contribue à réduire l’incertitude diagnostique ainsi que la surcharge et l’épuisement professionnels.

Le principal modèle biologique de Biofy intègre la variabilité continue dans la détection et le traitement des maladies infectieuses. Basé sur l’architecture Llama 3, le modèle génère en continu plus de 100 000 séquences d’ADN synthétique afin d’anticiper de nouvelles variantes de résistance et de maintenir un haut niveau de précision face aux mutations bactériennes.

La plateforme Full-Stack de NVIDIA a servi à développer le système de Biofy, notamment avec NVIDIA RAPIDS™ pour accélérer les opérations et l’intégration de matrices d’ADN à grande échelle sur des GPU, les bibliothèques accélérées par NVIDIA® CUDA® via OCI, ainsi que 32 GPU H100 Tensor Core pour l’entraînement et la mise en service de modèles génomiques propriétaires et basés sur des LLM. RAPIDS inclut NVIDIA cuDF pour le traitement de grands volumes de données d’ADN, ainsi que NVIDIA cuML pour la correction des erreurs dans les séquences d’ADN.

Le stockage de vecteurs génomiques a été effectué dans la base de données d’IA autonome d’Oracle en utilisant Oracle AI Vector Search, afin de permettre une inférence des modèles à la fois rapide et rentable. Oracle évalue NVIDIA cuVS pour accélérer la recherche vectorielle et la création d’IndeX sur Oracle Database 26ai.

Ce pipeline d’IA automatisé, accéléré par NVIDIA, transforme le système en un processus optimisé capable de traiter des centaines de milliers de génomes bactériens et de variations d’ADN synthétique en quelques minutes, permettant ainsi aux équipes de laboratoire et aux cliniciens de se concentrer sur les soins aux patients et la planification des traitements plutôt que sur l’analyse manuelle.

Depuis le lancement commercial de la solution Biofy, plusieurs milliers de tests ont été effectués et plus d’une centaine de vies ont été sauvées. De nouveaux cas émergent chaque jour, notamment lorsque les laboratoires ne parviennent pas à identifier les bactéries, tandis que Biofy fournit des résultats précis en seulement quelques heures.

Un cas récent concernait un patient atteint d’une infection sévère à la jambe, menacé d’amputation en raison de la difficulté du laboratoire à identifier rapidement les bactéries et à mettre en place un plan de soins dans la fenêtre thérapeutique appropriée. Grâce à Abby de Biofy, le diagnostic et la mise en place du traitement le plus adapté ont pu être réalisés en quelques heures, permettant de sauver la jambe et la vie du patient.

Biofy travaille actuellement à l’extension de sa plateforme génomique vers de nouveaux hôpitaux au Brésil, ainsi qu’à la création d’une nouvelle entité aux États-Unis afin de desservir les marchés américain et international. Des partenariats sont en cours, notamment avec la division Santé d’Oracle ainsi qu’avec plusieurs institutions académiques et de recherche aux États-Unis.

L’équipe développe un modèle de fondation à grande échelle basé sur les peptides afin de concevoir de nouveaux peptides antibactériens ciblant les agents pathogènes résistants aux traitements actuels, dans le but de créer des thérapies innovantes fondées sur l’IA au cours des deux prochaines années.

Dans le cadre de son évolution technologique, Biofy prévoit d’étendre sa plateforme afin de couvrir l’identification et l’analyse des champignons et des virus, d’élargir ainsi son champ d’application aux maladies infectieuses, et d’améliorer encore la précision diagnostique ainsi que l’impact clinique grâce à l’IA avancée, avec pour objectif constant de sauver des vies à l’échelle mondiale.