Domenica, 26 Dicembre 2021 12:55

Nel 2022 le nuove tecnologie faranno la differenza nella ricerca di nuovi farmaci

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La farmaceutica punta da sempre su processi innovativi. I supercomputer Cambridge-1 e Fugaku un passo determinante per le nuove scoperte

Un recente sondaggio ha rivelato che lo sviluppo di farmaci sarà uno dei settori più colpiti dall'implementazione di tecnologie intelligenti. Ma vediamo in che modo questa visione porterà ulteriori vantaggi a questo delicato settore.

I supercomputer sono di gran lunga superiori ai computer generici in termini di velocità e prestazioni e sono particolarmente preziosi quando si tratta di eseguire attività scientifiche e ad alta intensità di dati. Ha senso, quindi, che i ricercatori stiano cercando di applicare il supercalcolo al processo di scoperta e progettazione di farmaci.

Non a caso, la società tecnologica statunitense NVIDIA ha lanciato Cambridge-1 , il supercomputer più potente del Regno Unito, per aiutare i ricercatori sanitari britannici a risolvere alcune delle sfide più urgenti del settore. Insieme al lancio di Cambridge-1, NVIDIA ha anche annunciato anche una serie di collaborazioni con i colossi farmaceutici AstraZeneca e GlaxoSmithKline e istituzioni come NHS Foundation Trust di Guy e St Thomas, King's College London e Oxford Nanopore Technologies.

Il supercomputer Cambridge-1 ha il potenziale per accelerare e ottimizzare in modo significativo ogni fase della ricerca sui farmaci. NVIDIA sta collaborando con AstraZeneca per creare un modello di intelligenza artificiale generativa basato su una sorta di trasformatore per strutture chimiche, che consentirà ai ricercatori di sfruttare enormi set di dati utilizzando metodi di formazione auto-supervisionati e consentire una scoperta di farmaci molto più rapida.

La ricerca di GSK si concentra costantemente su bersagli geneticamente convalidati, che hanno il doppio delle probabilità di diventare terapie approvate e che ora costituiscono oltre il 70% della pipeline di farmaci dell'azienda. NVIDIA ha stretto una partnership con GSK e il suo team di intelligenza artificiale per sbloccare grandi quantità di dati genetici e clinici e aiutare l'azienda a sviluppare farmaci e vaccini più efficaci e in una modalità davvero veloce.

Insomma in sintesi vi sono nuove e importanti componenti per i nuovi studi. In primis, l'intelligenza artificiale accelera la scoperta di farmaci milioni di volte. Infatti le simulazioni molecolari aiutano a modellare il bersaglio e le interazioni farmacologiche. I programmi AI di AlphaFold e RoseTTAFold hanno infatti creato una potenzialità enorme di strutture proteiche note e l'intelligenza artificiale oggi è in grado di generare una potenzialità davvero ingente che aumenta l'opportunità di scoprire farmaci.

Intelligenza artificiale multimodale sarà di aiuto alle oltre diecimila malattie in cui attualmente non esistono terapie. È infatti necessario utilizzare più fonti di dati sanitari, che si tratti di scoprire farmaci o curare i pazienti. Al fine di sfruttare le più grandi fonti di dati del mondo, l'intelligenza artificiale multimodale ci porterà a quella nuova frontiera nella scoperta dei percorsi delle malattie, oltre a personalizzare il trattamento e la prognosi dei pazienti.

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Intelligenza 2.0 con apprendimento federato. Per aiutare gli sviluppatori a industrializzare la loro tecnologia AI ed espandere i vantaggi aziendali dell'applicazione, l'AI deve essere addestrata e convalidata su dati che risiedono al di fuori del possesso del loro gruppo, istituzione e area geografica. L'apprendimento federato è la chiave per consentire tale collaborazione per costruire e convalidare solidi modelli di intelligenza artificiale senza condividere dati sensibili. L'apprendimento federato sarà una capacità essenziale per facilitare l'apprendimento e la valutazione continua dell'IA.
Mentre Cambridge-1 potrebbe essere il supercomputer più potente del Regno Unito, il Giappone ospita il più veloce al mondo. Fugaku, sviluppato congiuntamente dall'istituto di ricerca RIKEN e dalla società tecnologica Fujitsu, mira ad affrontare una serie di pressanti questioni scientifiche e sociali. Per l'assistenza sanitaria, ciò significa la scoperta di farmaci attraverso il controllo funzionale dei sistemi biomolecolari e la scienza della vita computazionale integrata per aiutare lo sviluppo della medicina personalizzata e preventiva.

Nonostante sia stato lanciato ufficialmente solo all'inizio di quest'anno, Fugaku si è già dimostrato prezioso nell'identificare farmaci che possono essere riutilizzati per combattere il Covid-19, riducendo oltre 2000 potenziali farmaci candidati a poche dozzine. Il progetto di ricerca sul Covid-19 che utilizza le capacità di supercalcolo di Fugaku per scoprire potenziali terapie durerà fino a marzo del prossimo anno.

L'editing genetico – l'inserimento, l'eliminazione, la modifica o la sostituzione del DNA in un genoma – è un approccio promettente e relativamente nuovo per il trattamento delle malattie genetiche. Ancora più recente è il concetto di scrittura genica per affrontare le malattie ereditarie. Lanciata da Tessera Therapeutics , con sede nel Massachusetts, la tecnica prevede la scrittura di messaggi terapeutici direttamente nel genoma per correggere gli errori genetici che causano malattie e stando a quanto affermato dalla società americana, la tecnologia avrebbe il potenziale per colpire praticamente qualsiasi malattia ereditaria alla fonte.

La scrittura genica si basa sull'utilizzo di elementi genetici mobili (MGE), un tipo di materiale genetico che può essere inserito in posizioni specifiche all'interno di un genoma, utilizzando modelli di DNA o RNA.

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Tessera è stata lanciata solo nel 2020, ma ha giàaccolto l'interesse di investitori e ricercatori; la società ha raccolto ben 230 milioni di dollari in finanziamenti dall'inizio di quest'anno e il mese scorso ha annunciato una collaborazione di ricerca e sviluppo con la Cystic Fibrosis Foundation.

Anche la biotecnologia spagnola Integra Therapeutics, fondata lo scorso anno, ha lanciato la sua sfida nella scrittura genetica. Proprio questo mese, la società ha ottenuto un finanziamento di 4,5 milioni di euro per gli strumenti di scrittura genetica di prossima generazione che sta sviluppando per rendere le terapie avanzate più sicure ed efficaci. I fondi consentiranno inoltre alla società di effettuare la convalida preclinica utilizzando modelli in vivo ed ex vivo e di gestire il proprio portafoglio di brevetti nel 2022 e nell'anno successivo.

Calcolo quantistico
L'applicazione di metodi computazionali alla scoperta di farmaci non è una novità, ma solo di recente l'uso di computer quantistici ultra efficienti per rivelare composti precedentemente sconosciuti è emerso come un'area davvero promettente. Infatti i computer quantistici offrono la possibilità di accelerare e ottimizzare drasticamente test e previsioni, rendendo la tecnologia particolarmente promettente per gli sforzi di scoperta di farmaci.

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