L’intelligence artificielle pour évaluer le risque de maladies neurodégénératives suite à une infection par COVID-19

Le Luxembourg rejoint le projet européen COMMUTE

• Médecine translationnelle transversale (TTM)
• Covid-19 – Maladies infectieuses
• Maladie de parkinson

Le LIH et le Luxembourg Centre for Systems Biomedicine (LCSB) de l’Université du Luxembourg rejoignent le projet COMMUTE, financé par l’Union européenne, qui vise à mieux comprendre comment les maladies infectieuses telles que la COVID-19 peuvent influer sur le risque individuel de développer des troubles neurodégénératifs tels que la maladie de Parkinson ou la démence.

Un projet européen de quatre ans  

COMMUTE (COMmorbidity Mechanisms UTilized in HealthcarE) est coordonné par le Fraunhofer Institute for Algorithms and Scientific Computing (SCAI) et bénéficie d’une subvention de 7,3 millions d’euros de la Commission européenne. Au cours des quatre prochaines années, une équipe interdisciplinaire d’experts de haut niveau étudiera si les infections par la COVID-19 augmentent le risque de contracter des maladies neurodégénératives. Un système innovant piloté par l’IA sera développé pour fournir des évaluations de risque personnalisées aux personnes qui ont guéri de la COVID-19.

À la suite de la pandémie de COVID-19, de plus en plus d’éléments indiquent une possible relation de cause à effet entre l’infection virale et l’apparition de maladies neurodégénératives. Il est essentiel d’identifier et de comprendre les liens potentiels pour repérer les groupes à haut risque et ouvrir de nouvelles voies dans la prévention de ces maladies.

Le professeur Martin Hofmann-Apitius, responsable du projet et directeur du département de bioinformatique du Fraunhofer SCAI, explique : « Au début de la pandémie, nous avons observé des symptômes semblables à ceux de la maladie de Parkinson chez les patients atteints de COVID-19. Des rapports publiés ultérieurement suggèrent une réponse neuroinflammatoire aux infections par le SARS-CoV-2 chez certains patients. Ces premières observations nous ont conduits à une étude approfondie de la relation entre la COVID-19 et la neurodégénérescence. »

Une double approche pour favoriser la synergie entre les méthodes informatiques et biologiques

Le projet COMMUTE adopte une double approche pour aborder cette question complexe : Tout d’abord, une stratégie axée sur les données qui s’appuie sur l’intelligence artificielle (IA) pour analyser les données existantes des patients. L’objectif est d’évaluer si l’infection par COVID-19 contribue à augmenter le risque de maladies neurodégénératives, en particulier les maladies d’Alzheimer et de Parkinson. Deuxièmement, une méthode fondée sur des hypothèses qui convertit de vastes quantités de littérature scientifique en « graphes de connaissances ». Des méthodes modernes d’intelligence artificielle sont ensuite utilisées pour tester de nombreuses hypothèses de maladies en parallèle. Cette approche facilite le test systématique de nombreuses hypothèses de maladies dans des systèmes d’essai cellulaires, y compris des expériences avec des organoïdes cérébraux, des cultures cellulaires en 3D dérivées de cellules souches. Ces deux stratégies visent à favoriser une synergie dynamique entre les méthodes de recherche informatique et biologique.

Exploiter les cohortes existantes au Luxembourg   L’équipe du professeur Rejko Krüger, Directeur de l’unité Transversal Translational Medicine (TTM) au LIH, chef du groupe de neurosciences translationnelles au LCSB et coordinateur clinique de COMMUTE, contribuera au projet grâce à son expertise clinique et aux cohortes existantes sur la maladie de Parkinson et sur la COVID-19 au Luxembourg.

Les maladies infectieuses ont déjà été associées à des processus neurodégénératifs, tels que ceux observés dans la sclérose en plaques ou la maladie de Parkinson, mais on ne sait pas encore dans quelle mesure la COVID-19 pourrait contribuer à accroître le risque. Les échantillons biologiques existants et les données collectées dans le pays seront utilisés pour mieux caractériser les processus pathologiques que les infections par le SRAS-CoV-2 peuvent provoquer chez les individus,

Il explique.

Soins de santé personnalisés et repositionnement des médicaments

Les connaissances acquises grâce à COMMUTE devraient révolutionner les soins de santé personnalisés, comme en témoigne un système de recommandation d’IA orienté vers le patient pour l’évaluation des risques de démence et de neurodégénérescence. Compte tenu des implications profondes de la prédiction de risques accrus pour la santé, COMMUTE aborde également les dimensions éthiques et juridiques de ses résultats, en intégrant les contributions de groupes de défense des patients.

En outre, un aspect essentiel de cette recherche consiste à explorer le potentiel des médicaments existants pour traiter la démence ou prévenir l’apparition de processus neurodégénératifs potentiellement déclenchés par le COVID-19. À cette fin, le projet collabore avec REMEDI4ALL, qui fournit une plateforme unique pour le repositionnement des médicaments.

Le projet se déroulera de décembre 2023 à novembre 2027. Il a été inauguré par la première réunion du consortium en décembre 2023 au Centre international des technologies de l’information de Bonn-Aachen.

En savoir plus sur le projet COMMUTE.