Le plus grand projet mondial de science participative accélère la compréhension du microbiome humain
Selon une nouvelle étude publiée aujourd'hui dans Nature Biotechnology, l'implication des joueurs(euses) et la technologie des jeux vidéo peuvent considérablement dynamiser la recherche scientifique.
4,5 millions de joueurs(euses) à travers le monde ont fait progresser la science médicale en contribuant à la reconstitution de l'histoire évolutive des microbes grâce à un mini-jeu intégré au jeu vidéo à succès Borderlands 3. Leur participation a permis d'affiner significativement l'estimation des relations entre les microbes présents dans l'intestin humain. Les résultats de cette collaboration permettront d'approfondir considérablement nos connaissances sur le microbiome et d'améliorer les programmes d'intelligence artificielle qui seront utilisés pour mener à bien ces travaux à l'avenir.
Tracer les relations évolutives des bactéries
En jouant à Borderlands Science, un mini-jeu du jeu vidéo de tir et de pillage Borderlands 3, ces joueurs(euses) ont contribué à retracer les relations évolutives de plus d'un million d'espèces de bactéries différentes vivant dans l'intestin humain, dont certaines jouent un rôle crucial pour notre santé. Ces renseignements représentent une progression exponentielle de nos connaissances sur le microbiome. En alignant des rangées de tuiles représentant les blocs de construction génétiques de différents microbes, des chercheurs ont réussi à accomplir des tâches que même les meilleurs algorithmes informatiques actuels n'ont pas encore pu résoudre.
Ce projet a été mené par des chercheurs de l'Université McGill, en collaboration avec Gearbox Entertainment Company (une société de divertissement interactif primée) et Massively Multiplayer Online Science (MMOS), une entreprise suisse de technologies de l'information qui met en relation scientifiques et jeux vidéo. Il a également bénéficié de l'expertise et du matériel génomique de l'Initiative Microsetta, dirigée par Rob Knight des départements de pédiatrie, de bio-ingénierie et d'informatique de l'Université de Californie à San Diego.
Les chercheurs ont ainsi amélioré les algorithmes existants et jeté les bases de l'avenir.
Non seulement les joueurs(euses) ont amélioré les résultats des programmes d'analyse de séquences d'ADN, mais ils aident également à jeter les bases de programmes d'IA plus performants pour l'avenir.
“On ne savait pas si les joueurs d'un jeu populaire comme Borderlands 3 seraient intéressés, ni si les résultats seraient suffisamment probants pour faire progresser les connaissances sur l'évolution microbienne. Mais nous avons été abasourdis par les résultats,” déclare Jérôme Waldispühl, professeur agrégé à l'École d'informatique de McGill et auteur principal de l'article publié aujourd'hui. " En une demi-journée, les joueurs(euses) de Borderlands Science ont recueilli cinq fois plus de données sur les séquences d'ADN microbien que notre précédent jeu, Phylo, n'en avait collecté sur une période de 10 ans.”
L'idée d'intégrer l'analyse de l'ADN à un jeu vidéo commercial destiné au grand public est venue d'Attila Szantner, professeure agrégée à l'École d'informatique de McGill et PDG et cofondateur de MMOS. “Alors que près de la moitié de la population mondiale joue aux jeux vidéo, il est primordial de trouver de nouvelles façons créatives de tirer profit du temps et de l'énergie intellectuelle que nous consacrons aux jeux,” affirme Szantner. “Borderlands Science démontre jusqu'où nous pouvons aller en collaborant avec l'industrie du jeu vidéo et ses communautés pour relever les grands défis de notre époque.”
“Les développeurs(euses) de Gearbox étaient impatients de faire participer des millions de joueurs(euses) de Borderlands à travers le monde grâce à la création d'une expérience de jeu attrayante. L'objectif était de démontrer comment les esprits brillants qui jouent à Borderlands sont capables de produire des données scientifiques tangibles, utiles et précieuses, à un niveau inaccessible avec des technologies et des supports non interactifs,” a déclaré Randy Pitchford, fondateur et PDG de Gearbox Entertainment Company. “Je suis fier que Borderlands Science soit devenu l'un des projets de science participative les plus importants et les plus aboutis de tous les temps, ouvrant la voie à des projets similaires dans les futurs jeux vidéo et repoussant les limites de l'impact positif que les jeux vidéo peuvent avoir sur le monde.”
Lien entre microbes, maladies et mode de vie
Les dizaines de milliers de milliards de microbes qui colonisent notre organisme jouent un rôle crucial dans le maintien de notre santé. Cependant, les communautés microbiennes peuvent évoluer au fil du temps en fonction de facteurs tels que l'alimentation, les médicaments et nos habitudes de vie.
Compte tenu du nombre considérable de microbes impliqués, les scientifiques n'en sont qu'au début de l'identification des micro-organismes affectés par, ou susceptibles d'affecter, quelles pathologies.
C'est pourquoi le projet des chercheurs et les résultats obtenus sont si importants.
“Nous espérons pouvoir utiliser ces informations pour relier des types spécifiques de microbes à notre alimentation, à notre vieillissement et aux nombreuses maladies, allant des maladies inflammatoires de l'intestin à la maladie d'Alzheimer, dans lesquelles nous savons maintenant que les microbes sont impliqués,” ajoute Knight, qui dirige également le Centre pour l'innovation du microbiome à l'UC San Diego. “L'évolution étant un excellent guide pour comprendre les fonctions, une meilleure compréhension des liens entre nos microbes nous offre une vision plus précise de leur rôle en nous et autour de nous.”
Créer des communautés pour faire progresser les connaissances
“Nous avons ici 4,5 millions de personnes qui ont contribué à la science. D'une certaine façon, ce résultat est aussi le leur et ces personnes peuvent en être fières,” déclare Waldispühl. “Cela montre que nous pouvons lutter contre les craintes ou les idées fausses que le public peut avoir à l'égard de la science et commencer à bâtir des communautés qui travaillent collectivement pour faire progresser la connaissance.”
“Borderlands Science a créé une opportunité incroyable de faire participer des citoyen(ne)s scientifiques à un problème nouveau et important, en utilisant des données générées par un autre projet de science participative de grande envergure,” ajoute Daniel McDonald, directeur scientifique de l'initiative Microsetta. “Ces résultats démontrent la valeur remarquable des données en libre accès et l'ampleur de ce qui est possible grâce à des pratiques inclusives dans les activités scientifiques.”
L'étude
“Amélioration de la phylogénie microbienne grâce à la science citoyenne dans un jeu vidéo grand public” de Roman Sarrazin-Gendron et al. a été publiée dans Nature Biotechnology (DOI : 10.1038/s41587-024-02175-6).
Financement
Cette recherche a été financée en partie par Génome Canada et Génome Québec.
À propos de l'Initiative Microsetta
L'Initiative Microsetta (TMI) est une étude collaborative sur le microbiome menée par le laboratoire Knight et le Centre d'innovation du microbiome (CMI) de l'UC San Diego. Cette initiative trouve son origine dans les projets American Gut (2012) et British Gut (2014), des initiatives locales visant à recueillir des données sur le microbiome auprès de participant(e)s aux États-Unis et au Royaume-Uni, respectivement. La TMI s'est imposée comme la suite logique pour fournir un cadre à son expansion internationale et élargir sa portée géographique. Le nom " Microsetta " fait référence à la pierre de Rosette, qui, au XIXe siècle, a permis aux érudit(e)s de déchiffrer les hiéroglyphes. De même, les données de TMI permettront d'accroître la disponibilité de références microbiennes spécifiques à chaque population, afin que les chercheurs(euses) puissent étudier la transposition des résultats microbiologiques d'une population à une autre.
À propos de Gearbox Entertainment Company
Gearbox Entertainment Company, LLC est une société primée, créatrice et distributrice de divertissements transmédias. Gearbox Entertainment est reconnue pour ses franchises de jeux à succès, ainsi que pour les licences Duke Nukem et Homeworld, qu'elle distribue dans le monde entier. Gearbox Entertainment est composé de quatre filiales : Gearbox Software, Gearbox Publishing, Gearbox Studio et Gearbox Properties. Fondée en 1999 par une équipe de vétéran(e)s de l'industrie, Gearbox Software est basée à Frisco, au Texas, et est reconnue mondialement pour le développement de jeux vidéo et de franchises à succès comme Tiny Tina’s Wonderlands, Brothers in Arms et Borderlands. Gearbox Publishing a été fondée en 2016 dans le but d'aider les développeurs(euses) du monde entier à commercialiser leurs produits tout en préservant leur vision créative unique. Gearbox Studios a été créé en 2022 et développe des projets transmédias novateurs, notamment les films à venir inspirés de Borderlands et Duke Nukem, ainsi que la série basée sur Brothers in Arms. Gearbox Properties a été fondée en 2022 pour gérer le vaste catalogue de propriétés intellectuelles de Gearbox, couvrant tous les produits, supports et catégories de produits dérivés. Gearbox Entertainment Company est fière d'appartenir au groupe Embracer AB, coté au Nasdaq Stockholm sous le symbole EMBRAC B.
À propos de Massively Multiplayer Online Science
Massively Multiplayer Online Science (MMOS) est une start-up suisse qui révolutionne la science participative et le jeu vidéo en intégrant des microtâches de science participative participative dans les principaux jeux vidéo. MMOS mobilise ainsi de vastes communautés de contributeurs pour faire progresser la science et resserre les liens entre la recherche universitaire et l'industrie du jeu vidéo. Au cours des dix dernières années, MMOS a mis en place plusieurs projets, dont les éditions primées de Project Discovery dans EVE Online et de Borderlands Science dans Borderlands 3. Ces mini-jeux scientifiques ont mobilisé plus de 5 millions de joueurs et contribué à l'avancement de la science grâce à plus de 900 millions de contributions. Ils ont bénéficié d'une large couverture médiatique internationale, du New Yorker à la une de Nature Biotechnology, ont été présentés dans plusieurs documentaires et ont reçu des prix prestigieux, tels que le prix Lovie, le prix de l'innovation de l'Université de Genève et le prix IGDA du leadership communautaire. Attila Szantner, PDG et cofondateur, est également professeure agrégée à l'École d'informatique de l'Université McGill. Pour plus d'informations, visitez le site www.mmos.ch.
