Memòria d'activitats 2023

Objectius i activitats

Es preveu que l'Àfrica dobli la seva població l'any 2050, cosa que posarà a prova uns sistemes educatius i sanitaris ja de per si infrafinançats. Una educació terciària de qualitat i el desenvolupament de la R+D al continent són la base per construir un futur sostenible per al jovent africà, cosa que només serà possible amb activitats de suport i de capacitació, derivades tant de col·laboracions Sud-Sud com Nord-Sud. A més, la ciència i la tecnologia liderades per l'Àfrica són clau per fer front a les malalties infeccioses endèmiques del continent, que encara són responsables de més del 50% de les morts cada any, però que continuen sense tractament perquè la recerca s'ha centrat tradicionalment en malalties més rendibles i rellevants per als països d'ingressos alts.

La Fundació Ersilia Open Source Initiative es dedica a impulsar l'ecosistema de recerca a l'Àfrica, amb el doble objectiu de a) enfortir la capacitat humana formant la propera generació de científics africans en l'ús de noves tecnologies d'intel·ligència artificial (IA), i b) identificar tractaments nous i assequibles per eradicar les malalties infeccioses i les malalties tropicals desateses que atrapen el continent en un cicle de pobresa. Tenim una oportunitat sense precedents per transformar la salut global aprofitant els mètodes d'IA més recents. Malauradament, la major part de l'expertesa en IA es concentra en grups de recerca i empreses farmacèutiques que operen al Nord Global i per a ell, cosa que agreuja les desigualtats existents en aquest àmbit.

El nostre objectiu és potenciar el talent humà en la ciència desenvolupant el talent local i proporcionant eines d'IA de codi obert i d'última generació per accelerar la recerca en malalties infeccioses, reduint costos i generant capacitats sobre el terreny. Per assolir aquest objectiu a gran escala i en diversos països, ens associem amb organitzacions de recerca del continent, acompanyant els científics locals (des del nivell de grau fins al postdoctoral) mentre aprenen sobre ciència de dades i biologia computacional, i els donem suport en la implementació d'aquestes noves eines en els seus projectes de recerca en curs. En apoderar la propera generació de científics africans, reduïm la fuga de cervells cap al Nord Global, ajudem les institucions acadèmiques a retenir el talent local, donem suport al desenvolupament de solucions locals per a les malalties endèmiques i posem en valor els recursos propis del país, com ara els productes naturals i el coneixement de la medicina tradicional. En darrera instància, volem descolonitzar l'àmbit de la salut global i enfortir l'ecosistema de recerca de l'Àfrica, contribuint al creixement econòmic, a la reducció de la pobresa i a la millora de la qualitat de vida.

Com a organització sense ànim de lucre, alineem la nostra missió amb els Objectius de Desenvolupament Sostenible (ODS) definits per les Nacions Unides en la cerca d'una societat més equitativa. En particular, contribuïm a:

• ODS 3: Salut i benestar. L'ODS 3 és el nostre principal àmbit d'actuació, amb la missió de reduir la càrrega desproporcionada de malalties infeccioses als països d'ingressos baixos i mitjans (PIBM).

• ODS 9: Indústria, innovació i infraestructura: difonem noves tecnologies i ens centrem a fer-les utilitzables per a la comunitat científica en general.

• ODS 10: Reducció de les desigualtats: treballem per augmentar la recerca i la innovació dels PIBM.

• ODS 17: Aliances per assolir els objectius. L'ODS 17 inclou l'enfortiment de la cooperació Nord-Sud i Sud-Sud per al desenvolupament de la ciència i la tecnologia.

ASSOLIMENTS I RESULTATS

Ersilia va ser fundada el març de 2023 per la seva organització matriu, la Ersilia Open Source Initiative (una Charitable Incorporated Organisation registrada a la Charity Commission for England and Wales, amb el número 1192266). En els paràgrafs següents, els patrons pretenen resumir els principals assoliments de la Fundació espanyola durant el seu primer any d'activitat, incloent-hi publicacions científiques, la participació en nous projectes de recerca, el desenvolupament d'eines de programari per a la recerca, així com la creació de xarxes i de comunitat.

Projectes de recerca

Primera cascada d'IA/ML implementada en un centre de descobriment de fàrmacs a l'Àfrica

Ersilia ha desenvolupat una cascada de cribratge virtual per al descobriment de fàrmacs antimalàrics i antituberculosos i l'ha implementada al Centre H3D de Sud-àfrica, el centre de descobriment de fàrmacs més gran de l'Àfrica. Aquesta és una fita en la nostra missió de donar suport a la recerca sobre malalties infeccioses i malalties tropicals desateses. El treball s'ha publicat a la revista Nature Communications i demostra com un enfocament basat en IA/ML pot reduïr de manera efectiva el cost i el temps necessaris per trobar nous fàrmacs per a les malalties infeccioses.

Les fites clau assolides en aquest projecte, que ha estat central per a Ersilia durant aquest any, són:

• Desenvolupament d'una plataforma d'autoML totalment de codi obert, ZairaChem.

• Entrenament de 15 models d'IA/ML per a diversos paràmetres del descobriment de fàrmacs (bioactivitat contra la malària i la tuberculosi i propietats ADME).

• Posada a disposició dels models a la comunitat científica a través de l'Ersilia Model Hub.

• Publicació en una revista científica del primer quartil (Q1) (Nature Communications).

• Demostració de la viabilitat de les eines i de l'enfocament d'Ersilia per agilitzar el descobriment de fàrmacs en zones amb pocs recursos.

Impuls a la recerca en farmacogenòmica a l'Àfrica

L'Àfrica acull la major diversitat genòmica del món, però ha estat greument poc estudiada. Per exemple, només l'1,6% de les dades disponibles al UK Biobank provenen d'ètnies africanes. La manca de dades genòmiques, juntament amb el baix nombre d'assajos clínics que es duen a terme al continent africà, té efectes directes sobre la salut de la seva població, ja que la majoria de les dosis dels fàrmacs estan optimitzades per a poblacions caucàsiques, sense tenir en compte la diversitat del panorama genòmic africà. En resum, les variants dels gens implicats en el metabolisme dels fàrmacs, coneguts com a farmacogens, poden provocar l'acumulació d'un fàrmac al cos, amb efectes tòxics, o bé, al contrari, una eliminació més ràpida que en redueix l'eficàcia.

Ersilia s'ha associat amb el Centre H3D per al projecte Africa GRADIENT (finançat per GSK, Novartis i el MRC sud-africà) amb l'objectiu d'utilitzar la IA per identificar variants farmacogenètiques rellevants en les poblacions africanes per al metabolisme dels fàrmacs contra la malària i la tuberculosi. El projecte va començar l'agost de 2022 i actualment es troba en el seu segon i darrer any. El projecte avança d'acord amb els terminis previstos i les valoracions del comitè d'avaluació (amb membres de les organitzacions finançadores) han estat excel·lents. A més, recentment se'ns va convidar a enviar un comentari a Nature sobre la nostra visió dels avenços que la IA pot aportar al descobriment de fàrmacs a l'Àfrica. Aquesta és una fita notable que posiciona Ersilia com una organització líder en la revolució de la IA per a la salut en zones amb pocs recursos.

Open Source Malaria

Tot continuant la col·laboració iniciada el 2021 amb el projecte Open Source Malaria (OSM), una iniciativa internacional liderada pel Prof. Mat Todd de la University College London (UCL), i amb el suport d'un SeedCorn Award del RoseTrees Trust, vam poder demostrar una taxa d'èxit del 50% en la identificació in vitro de compostos antimalàrics generats per IA. Durant aquest any, hem dut a terme una segona ronda de generació de candidats, repetint de nou una alta taxa d'èxit amb 5 candidats dels 9 que van mostrar resultats prometedors. Aquest projecte és totalment obert i el debat científic es pot seguir a GitHub. A més, el treball s'ha enviat per a la seva publicació i actualment es troba en revisió per parells. Aquest projecte demostra que un enfocament nou i radicalment obert del descobriment de fàrmacs és possible i pot canviar el paradigma de les malalties desateses.

Enfortiment de capacitats

A més dels desenvolupaments científics d'Ersilia, també posem un fort èmfasi en l'enfortiment de capacitats i el suport a les minories desafavorides en l'àmbit de la ciència i la tecnologia. Aquest any, Ersilia ha ofert un total de 8 pràctiques a través del programa Outreachy a estudiants de Colòmbia, l'Índia, Nigèria, Kenya, Uganda i el Pakistan. Aquest programa ofereix pràctiques remunerades de 3 mesos (7.000 USD per becari) en l'àmbit del codi obert per a persones apassionades de la informàtica. Ersilia també ha acollit 4 estudiants del programa Computer Science + Social Good (CS+SG) de Stanford. Durant les seves pràctiques a Ersilia, aprenen a treballar amb IA/ML en biomedicina, així com altres habilitats extremadament útils com ara bones pràctiques de programació, documentació, treball remot i molt més.

A més de les pràctiques a distància, Ersilia té l'objectiu d'oferir com a mínim una formació presencial juntament amb una organització col·laboradora. El setembre de 2023, la Dra. Gemma Turon i el Dr. Miquel Duran-Frigola van impartir una formació pràctica de dues setmanes a 12 estudiants de màster i de doctorat a la Universitat de Buea, al Camerun. Tots els materials de formació d'Ersilia estan disponibles públicament a GitBook.

Finalment, Ersilia ha participat en diversos programes liderats per voluntaris per atreure enginyers de programari professionals cap a la recerca biomèdica. Hem treballat durant 6 mesos amb un equip de voluntaris de GitHub, un equip del Good Data Institute (GDI) i dues cohorts del programa Tech for Social Good de Harvard. Aquests voluntaris han donat suport al desenvolupament del backend de l'Ersilia Model Hub.

Participació en congressos i seminaris

Durant el període que abasta aquesta memòria, els membres d'Ersilia han participat en els actes següents relacionats amb la recerca en malalties infeccioses i la IA per al bé comú:

• Reunió del Grand Challenges Drug Discovery Accelerator (GC-ADDA) (febrer de 2023): retir només amb invitació per debatre els propers projectes de la xarxa GC-ADDA, finançada per la Bill and Melinda Gates Foundation.

• Mind the Open Source Gap (març de 2023): conferència de l'ONU sobre l'ús del codi obert com a clau per assolir els mandats de les Nacions Unides. Se'ns va convidar a presentar el nostre enfocament de la salut global mitjançant programari de codi obert.

• Women in Open Source in Life Sciences, en el marc de la Comissió de la Condició Jurídica i Social de la Dona (març de 2023): la Dra. Gemma Turon, juntament amb Open Life Sciences, va debatre els reptes de les dones per treballar en l'àmbit tecnològic del codi obert.

• Defining the roadmap towards FAIR for Machine Learning (març de 2023): xerrada sobre FAIR-ML en el seminari plenari de la Research Data Alliance.

• Collaborations Workshop (maig de 2023): acte per als Software Sustainability Fellows i per a la comunitat més àmplia d'enginyeria de programari per a la recerca.

• Climate-Sensitive Infectious Disease (CSID) Community Workshop (maig de 2023): una iniciativa finançada pel Wellcome Trust per establir una comunitat de pràctica al voltant de les CSID.

• Seminari sobre farmacologia inductora de proximitat (maig de 2023): el Dr. Miquel Duran-Frigola va ser ponent convidat dels Seminaris de l'IRB Barcelona per presentar els nostres fluxos de treball de ciència de dades per a la quimioproteòmica.

• RightsCon (juny de 2023): la conferència més gran sobre drets humans a l'era digital, on el Dr. Miquel Duran-Frigola va presentar la col·laboració d'Ersilia amb GitHub.

• BrazMedChem (octubre de 2023): la Dra. Gemma Turon va ser ponent convidada del congrés de química mèdica més gran de Sud-amèrica.

Finançament

El finançament per al primer any de la Fundació catalana ha sigut patrocinat per l'entitat del Regne Unit. Les memòries fiscals es poden trobar en aquest link.

Plans de futur

Els patrons d'Ersilia estan encoratjats per les activitats del primer any, recollint el llegat de l'entitat benèfica del Regne Unit, i esperen continuar generant capacitat científica a l'Àfrica per eradicar les malalties infeccioses establint noves aliances amb organitzacions de recerca del continent i de l'estranger, aprofitant l'ecosistema de recerca espanyol per enriquir els actius i la capacitat d'Ersilia i desenvolupant programes innovadors de desenvolupament d'habilitats adreçats a les necessitats singulars dels nostres beneficiaris.