Biofy Acelera o Diagnóstico que Salva Vidas Contra Doenças, com Tecnologia NVIDIA

Para diminuir o tempo entre os testes e o tratamento, a Biofy implementou um pipeline nativo de nuvem no Oracle Cloud Infrastructure (OCI) que executa algoritmos acelerados pela NVIDIA para montar genomas bacterianos completos, incorporá-los como vetores e combinar esses vetores com um banco de dados maior de genomas microbianos e marcadores de resistência.

Esse processo é acompanhado pelo mecanismo de recomendação da Biofy, chamado Abby, que é capaz de analisar genes de resistência identificados e sugerir os antibióticos ou métodos de tratamento mais eficazes para infecções específicas. Os resultados da Abby são integrados perfeitamente ao workflow clínico para garantir que os planos especificados sejam colocados rapidamente em ação — economizando tempo e vidas.

Durante o processo de desenvolvimento, a Biofy enfrentou um gargalo importante: a montagem de genomas de alto rendimento, a pesquisa vetorial em centenas de milhares de genomas e o treinamento de grandes modelos exigem computação paralela massiva que as CPUs simplesmente não conseguem fornecer dentro das janelas de tempo clínico ideais.

A Biofy utilizou GPUs NVIDIA combinadas com a infraestrutura de IA da OCI para oferecer treinamento e inferência de IA de alto desempenho — 50% melhor por até metade do custo — com integração estreita e simplificada usando as plataformas de dados e vetores da Oracle.

O processo de diagnóstico de ponta a ponta agora é concluído em cerca de quatro horas, em comparação com cinco dias para resultados laboratoriais padrão — uma aceleração de 30 vezes. Além disso, em vez de concentrar-se em um painel fixo de genes, a solução da Biofy considera genomas completos e padrões de resistência, aumentando a precisão do diagnóstico para cerca de 95% em comparação com os métodos tradicionais.

Cientistas de laboratório e especialistas em doenças infecciosas agora podem obter resultados rápidos e de alta confiança que se ajustam aos seus workflows existentes, reduzindo a ambiguidade diagnóstica e a exaustão.

O principal modelo de biologia da Biofy leva em conta a variabilidade contínua na detecção e no tratamento de doenças infecciosas. Com base na arquitetura Llama 3, o modelo gera continuamente mais de 100 mil sequências de DNA sintético para prever novas variantes de resistência e manter a precisão alta à medida que a bactéria sofre mutação.

A plataforma completa da NVIDIA foi utilizada para criar o sistema da Biofy, incluindo o NVIDIA RAPIDS™ para acelerar operações e incorporações de matriz de DNA em larga escala em GPUs, bibliotecas aceleradas por NVIDIA® CUDA® via OCI e 32x GPUs H100 Tensor Core para treinamento e atendimento a modelos genômicos baseados em LLM e proprietários. RAPIDS inclui o NVIDIA cuDF para processar grandes volumes de dados de DNA e o NVIDIA cuML para corrigir erros presentes no DNA.

O armazenamento de vetores genômicos foi feito no Oracle Autonomous AI Database com o Oracle AI Vector Search para manter a inferência de modelos rápida e eficiente em termos de custo. A Oracle está avaliando o NVIDIA cuVS para acelerar a pesquisa vetorial e as compilações de índices no Oracle Database 26ai.

Esse pipeline de IA automatizado e acelerado pela NVIDIA pode transformar o sistema atual em um processo simplificado que executa centenas de milhares de genomas bacterianos e variações de DNA sintético em minutos, permitindo que equipes de laboratório e médicos concentrem-se no atendimento ao paciente e planos de tratamento, em vez de análise manual.

Desde o lançamento comercial da solução da Biofy, foram realizados vários milhares de testes e mais de cem vidas foram salvas. Novos casos surgem todos os dias, especialmente casos em que os laboratórios são incapazes de identificar bactérias, e a Biofy fornece um resultado preciso em algumas horas.

Um caso recente relatou um paciente com uma infecção grave na perna, que corria o risco de amputação devido à dificuldade do laboratório em identificar as bactérias com rapidez suficiente para implementar um plano de atendimento dentro da janela de tratamento viável. Usando o Abby da Biofy foi possível diagnosticar e iniciar o plano médico mais adequado em poucas horas, salvando a perna e a vida do paciente.

Atualmente a Biofy está trabalhando para expandir sua plataforma genômica para novos hospitais no Brasil e criar uma nova entidade nos EUA para atender aos mercados americano e global. Há parcerias em andamento, tais como com a divisão de saúde da Oracle e várias instituições de ensino e pesquisa americanas.

A equipe está criando um grande modelo de base peptídica para projetar novos peptídeos antibacterianos para patógenos resistentes aos tratamentos atuais, com o objetivo de oferecer terapias de ponta geradas por IA nos próximos dois anos.

Como parte de sua estratégia de evolução tecnológica, a Biofy planeja expandir sua plataforma atual para apoiar a identificação e análise de fungos e vírus, ampliando sua abrangência em doenças infecciosas e aumentando a precisão do diagnóstico e o impacto clínico por meio de IA avançada, com o objetivo constante de salvar vidas globalmente.