En Israël, une start-up d’IA soutenue par un incubateur et des géants de la pharmacie

Un laboratoire israélien d’innovation en biotechnologie, mis en place l’an dernier et soutenu par les plus grands laboratoires pharmaceutiques comme Pfizer et Merck, a créé une nouvelle start-up chargée d’utiliser l’intelligence artificielle (IA) pour évaluer l’efficacité des médicaments dans les essais pré-cliniques et améliorer ainsi les chances de succès aux stades suivants.

La startup, OMEC. AI, est la première entreprise créée avec le financement et le soutien d’AION Labs, organisation lancée à Rehovot, en octobre dernier, avec pour mission d’investir dans des startups en phase de démarrage axées sur l’IA et la biologie computationnelle, pour la découverte et le développement de médicaments.

AION Labs est un consortium des géants de la pharmacie Pfizer, AstraZeneca, Merck et Teva Pharmaceuticals, avec AWS d’Amazon et l’Israel Biotech Fund.

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Il est dirigé par Mati Gill, ex-cadre supérieur chez Teva et le Dr Yair Benita, précédemment responsable de la biologie computationnelle chez Compugen, des opérations scientifiques chez CytoReason et scientifique principal chez MSD (Merck).

AION Labs a organisé trois bootcamps ces derniers mois pour les dirigeants et scientifiques intéressés par les défis majeurs de l’industrie pharmaceutique, à savoir la conception d’anticorps pour les thérapies ciblées et l’analyse de données à l’aide de l’IA pour évaluer et étudier l’état de préparation clinique de médicaments potentiels.

C’est ce dernier point qui est à l’origine de la création d’OMEC. AI, fondée cet été, avec une mise de fond de 7 millions de shekels, par les experts en IA Ori Shachar et Amir Harel, tous deux anciens de Mobileye, filiale de conduite autonome d’Intel basée à Jérusalem.

Les deux hommes ont également dirigé des équipes chez SeeTree, start-up de Tel Aviv qui exploite des données pour évaluer la santé et la productivité des plantations d’arbres. Ils sont diplômés de l’Université hébraïque de Jérusalem en informatique et bioinformatique.

Shachar et Harel ont été choisis, parmi les 15 groupes participants, par le comité d’investissement d’AION Labs et travailleront désormais en étroite collaboration avec les sociétés pharmaceutiques partenaires pour développer leurs systèmes d’IA.

« Notre mission est d’aider les sociétés pharmaceutiques à améliorer les chances de réussite des essais cliniques en prenant de meilleures décisions basées sur des données, dès le processus pré-clinique », a expliqué Shachar au Times of Israel, mardi.

Il peut en effet s’écouler plusieurs années avant que les entreprises pharmaceutiques ne parviennent au stade où les effets et la toxicité d’un médicament en développement peuvent être étudiés sur l’homme. C’est un processus long, coûteux et difficile, une route semée d’embûches, avec un fort taux d’échec (25 % en raison de la toxicité et 50 %, de l’efficacité).

L’un des problèmes majeurs est que les sociétés pharmaceutiques utilisent des modèles non humains, « certains d’entre eux, obsolètes, comme les souris ou les rats » dans le cadre d’études in vivo (réalisées sur des organismes vivants) ou in vitro (réalisées dans des environnements de laboratoire contrôlés), pour évaluer de nouveaux médicaments avant qu’ils soient testés sur des humains, précise Shachar.

À ce stade pré-clinique, les sociétés pharmaceutiques s’appuient souvent sur « ce que nous appelons des données de faible dimension, donc lorsqu’elles font des essais sur des souris, elles utilisent généralement le poids, les enzymes et les tests sanguins » pour prendre des décisions basées sur les facteurs « même lorsqu’elles savent que ces modèles ne sont pas les meilleurs et ne ressemblent pas nécessairement aux humains », ajoute Shachar, qui occupe le poste de PDG.

Illustration : Katie McCullough, assistante de recherche, tient une souris dans ses mains dans un laboratoire de l’Université de Washington où les médecins étudient une forme rare d’autisme, le 15 décembre 2021. (Crédit : AP Photo/Jeff Roberson)

« Nous utilisons une technique appelée ‘expression génique’, qui permet de comprendre le rôle de chaque cellule [du corps humain] en fonction des gènes qui sont exprimés [en réponse]. Cela donne davantage d’informations aux chercheurs, notamment en ce qui concerne les effets du médicament.

Mais ces méthodes sont difficiles à utiliser par les biologistes parce qu’elles impliquent un grand nombre de données et de cellules, et qu’ils ne disposent pas des outils pour obtenir les informations qu’ils recherchent », explique-t-il. « Nous avons associé ces technologies aux toutes dernières évolutions de l’IA pour garantir une meilleure prise de décision basée sur des systèmes de données complexes. »

« À l’avenir, ces méthodes vont changer notre manière d’interpréter les phénomènes biologiques et permettre de repenser le processus de développement des médicaments », poursuit Shachar.

Le nom-même de la startup, OMEC. IA, reflète cette vision, car elle dérive de l’omique, domaine pluridisciplinaire de la biologie qui englobe la génomique (l’étude des gènes), la protéomique (l’étude des protéines), la métabolomique (l’étude des métabolites) et l’épigénomique (l’étude des modifications génétiques des cellules).

L’idée est de fournir une solution automatisée axée sur les données, qui garantisse une évaluation fiable de la maturité d’un médicament en développement pour les essais cliniques, lacune que l’industrie a clairement identifiée, précise Harel, directeur technique d’OMEC.IA.

« Ce qui fait la nouveauté de notre approche, ce sont nos outils informatiques. C’est une occasion pour nous de travailler avec les experts pharmaceutiques qui développent des médicaments et qui ont besoin d’aide », complète Harel.

La toute nouvelle start-up travaillera avec les sociétés pharmaceutiques au niveau de la planification mais aussi au stade clinique, pour proposer leur analyse, affirment les fondateurs, soulignant « l’énorme opportunité » née de la combinaison des forces de l’IA et de la biologie.

« Cela va radicalement changer la donne sur le terrain. Il y a beaucoup d’améliorations à venir. Les experts en IA vont devenir indispensables a l’industrie pharmaceutique », ajoute Shachar.

« Mais la courbe d’apprentissage est longue, pour tout le monde, du côté de la biologie comme du côté des affaires. C’est là qu’AION Labs intervient, avec des mentors, des conseillers et des cadres [de sociétés pharmaceutiques] facilement joignables ».

Un délicat équilibre

Le vide que cherche à combler OMEC. IA « correspond à l’ambition d’Israël » de prendre la tête des technologies d’IA, affirme Gill, PDG d’AION Labs, au Times of Israel.

« Les entrepreneurs en IA qui postulent n’ont pas nécessairement besoin d’avoir d’expertise en biotechnologie, parce que nous fournissons cette pièce du puzzle. Il s’agit bien pour nous de faciliter l’intégration des données au cœur des biotechnologies. »

« Il y a beaucoup d’opportunités pour l’IA, notamment l’apprentissage automatique et la biologie computationnelle, pour améliorer la compréhension de la biologie humaine par l’industrie pharmaceutique… d’une manière complètement originale », explique Gill, suggérant qu’à l’avenir, « on pourra se passer des tests sur les animaux ».

Mati Gill, directeur général d’AION Labs, à gauche, et le Dr Yair Benita, directeur technique. (Crédit : Elad Malka)

La création d’OMEC. IA est une étape importante pour AION Labs et un « exemple concret de résolution d’un besoin, de recherche d’un marché de produits adapté et du modèle exact permettant aux entrepreneurs technologiques de venir aux biotechnologies », pour faire naître une « technologie révolutionnaire », poursuit Gill.

Israël a d’ores et déjà identifié la bioconvergence – au confluent de la biologie, de l’ingénierie et de l’IA – comme priorité nationale de R&D, avec un certain nombre de programmes déjà en cours d’exécution.

Le consortium d’entreprises qui a formé AION Labs a ainsi remporté un appel d’offres gouvernemental de l’Autorité israélienne de l’innovation (IIA) en 2020. L’IIA avait lancé un programme de laboratoires d’innovation, il y a quatre ans, pour inciter des entreprises étrangères à venir s’installer en Israël afin de profiter de ses nombreux développements innovants dans le domaine des sciences de la vie.

AION Labs s’inspire de BioMed X, institut de recherche biomédicale indépendant basé à Heidelberg, en Allemagne, qui identifie les défis de R&D de l’industrie et recherche dans le monde entier les talents requis au bénéfice des entrepreneurs scientifiques.

Avec OMEC.IA, « nous avons les moyens concrets de faire appel à des experts en IA pour accompagner la révolution des biotechnologies », ajoute Gill.

Pfizer, AstraZeneca et Merck ont directement investi dans la nouvelle start-up, qui bénéficie également d’un financement gouvernemental, pour un total d’environ 2 millions de dollars en phase initiale.

Siège de Pfizer sur la 42eme rue, à New York. (Crédit : ChainGangPictures via iStock by Getty Images)

Gill confie que les activités d’AION Labs se déroulent comme prévu, mais qu’il y existe des difficultés majeures, au premier rang desquelles « des attentes différentes en matière de technologie et de biotechnologie », explique-t-il. « Avec les biotechnologies, vous avez une propriété intellectuelle et vous construisez une équipe pour la développer. Il peut s’agir d’une bonne équipe ou d’une mauvaise équipe, mais votre actif est protégé. Dans le domaine des technologies, si l’équipe part, vous n’avez plus rien. Il y a donc toute une éducation à faire auprès des industriels sur la question.

« Notre objectif est d’identifier les meilleurs entrepreneurs à même d’apprécier le potentiel des biotechnologies. Cela revient un peu à construire une coalition, nous avons tous quelque chose qui nous guide. »

AION Labs se prépare à organiser un quatrième bootcamp, cet hiver, pour relever un nouveau défi de l’industrie pharmaceutique et annoncera bientôt la création d’une deuxième société.

« Nous sommes prêts à travailler avec quatre entrepreneurs d’ici la fin de l’année », conclut Gill.