Scoperta di farmaci più efficace
Come AIDDISON™ e SYNTHIA® stanno trasformando la progettazione molecolare

Introduzione

Nel panorama in continua evoluzione della Scoperta di farmaci, l'integrazione di intelligenza artificiale (IA), machine learning (ML) e cheminformatica sta rivoluzionando il modo in cui gli scienziati approcciano la progettazione e la sintesi di nuove molecole. Due piattaforme - AIDDISON™ e SYNTHIA® - lavorano ora fianco a fianco per accelerare e ridurre i rischi del processo di ricerca e sviluppo della chimica, dall'ideazione alla sintesi.

 

La sfida del "cosa fare" e del "come fare"

La Scoperta di farmaci può essere ricondotta a due domande fondamentali:

  • Cosa fare? (Ideazione, progettazione e selezione di molecole promettenti).
  • Come produrlo? (Pianificazione della sintesi pratica, efficiente e scalabile).

AIDDISON™ e SYNTHIA® forniscono una risposta perfetta e integrata a entrambe le domande.

 

AIDDISON™: Risolvere il problema del "cosa fare"

AIDDISON™ è una piattaforma SaaS basata sul web e abilitata all'intelligenza artificiale che consente ai chimici medicinali e computazionali di esplorare vasti spazi chimici, generare nuove molecole e dare priorità ai candidati con profili biologici e ADMET (assorbimento, distribuzione, metabolismo, escrezione, tossicità) ottimali. L'interfaccia intuitiva e il robusto motore computazionale consentono agli utenti di:

  • Eseguire ricerche di similarità e farmacofori su database pubblici e proprietari.
  • Utilizzare modelli AI generativi per la progettazione molecolare de novo.
  • Applicare filtri di proprietà basati su ML e predizioni ADMET
  • Condurre allineamenti basati sulla forma e docking molecolare per la valutazione del coinvolgimento del bersaglio
  • Clusterare e filtrare librerie di grandi dimensioni per concentrarsi sugli elementi più promettenti.

 

SYNTHIA®: Risolvere il "Come fare"

Una volta che AIDDISON™ identifica le molecole più promettenti, il Software di retrosintesi SYNTHIA® si occupa di rispondere alla domanda "come si fa". SYNTHIA® utilizza Regole scritte da programmatori esperti e un database di oltre 14 milioni di building blocks disponibili in commercio per:

  • generare rapidamente e classificare le vie sintetiche per qualsiasi molecola target
  • valutare l'accessibilità sintetica e la complessità (punteggi SAS)
  • Fornire fasi di reazione dettagliate, riferimenti e fonti commerciali per i materiali di partenza.
  • Supportare la chimica verde ottimizzando l'economia dell'atomo e riducendo al minimo i reagenti pericolosi.
  • Consente l'analisi in batch e l'integrazione con altri strumenti cheminformatici tramite API.

 

Il potere dell'integrazione: AIDDISON™ + SYNTHIA®

La vera potenza emerge quando queste piattaforme vengono utilizzate insieme. AIDDISON™ può inviare le sue molecole più selezionate e progettate dall'intelligenza artificiale direttamente a SYNTHIA® per l'analisi retrosintetica. Questa integrazione consente agli utenti di:

  • Valutare istantaneamente se un hit virtuale è sinteticamente accessibile.
  • Dare priorità alle molecole non solo per l'attività prevista, ma anche per la fattibilità nel mondo reale.
  • generare liste della spesa per i reagenti e i materiali di partenza, semplificando l'approvvigionamento
  • Colmare il divario tra la progettazione virtuale e la realtà del laboratorio

Caso di studio: Inibitori della tankyrase

Un recente caso di studio esemplifica questo flusso di lavoro. Partendo da un inibitore noto della tankirasi, AIDDISON™ ha generato una serie di analoghi utilizzando modelli generativi e screening virtuale. Questi candidati sono stati filtrati per le proprietà ADMET e agganciati alla proteina bersaglio. Le strutture più promettenti sono state poi inviate a SYNTHIA® per l'analisi retrosintetica, assicurando che solo gli indizi sinteticamente accessibili passassero alla fase successiva. Questo approccio ha accelerato l'identificazione di nuovi candidati farmaci fattibili e ha permesso un'esplorazione più approfondita dello spazio chimico rispetto ai soli metodi tradizionali.

 

In evidenza la nota applicativa: "AIDDISON: potenziamento della Scoperta di farmaci con strumenti AI/ML e CADD in una piattaforma SaaS sicura e basata sul Web".

Una nota sull'applicazione radicale, "AIDDISON: Empowering Scoperta di farmaci with AI/ML and CADD Tools in a Secure, Web-Based SaaS Platform" di Rusinko et al. è stata pubblicata sul Journal of Chemical Information and Modeling nel 2024. La pubblicazione illustra l'architettura, il flusso di lavoro e l'impatto reale di AIDDISON™, compresa la sua integrazione con SYNTHIA®.

I punti chiave della nota sull'applicazione:

  • Sicurezza e accessibilità: AIDDISON™ è certificato ISO 27001 e garantisce la sicurezza dei dati e la conformità per i progetti di R&S sensibili.
  • Workflow end-to-end: La piattaforma copre tutte le fasi, dallo screening virtuale e dalla previsione ADMET alla fattibilità sintetica e all'approvvigionamento.
  • Design incentrato sull'utente: L'interfaccia intuitiva abbassa la barriera per i non esperti, democratizzando l'accesso agli strumenti computazionali avanzati per la scoperta di farmaci.
  • Integrazione con SYNTHIA®: Il passaggio senza soluzione di continuità a SYNTHIA® consente un'analisi retro-sintetica immediata, chiudendo il cerchio dal "cosa fare" al "come fare".

Leggete l'intera nota sull'applicazione:
AIDDISON: Empowering Drug Disc...

 

Per gli utenti di SYNTHIA® , adottare AIDDISON™ significa:

  • Innovazione più rapida: Generazione, filtrazione e prioritizzazione rapida di molecole nuove prima della pianificazione della sintesi.
  • Progetti meno rischiosi: Concentrare le risorse su molecole biologicamente promettenti e sinteticamente fattibili.
  • Workflow semplificato: Passate senza problemi dalla progettazione virtuale ai piani di sintesi attuabili, il tutto in un ambiente sicuro basato su cloud.
  • Potere collaborativo: condividere progetti, analisi e approfondimenti tra i vari team, colmando il divario tra chimici computazionali e chimici da banco.

La combinazione di AIDDISON™ e SYNTHIA® rappresenta un cambiamento paradigmatico nella scoperta dei farmaci. Unendo le fasi "cosa fare" e "come fare" in un unico flusso di lavoro, queste piattaforme consentono ai chimici di innovare con fiducia, accelerare le tempistiche e portare sul mercato nuove terapie in modo più efficiente che mai.

 

Per saperne di più: Webinar On-Demand

Per chi fosse interessato a vedere questi concetti in azione, consigliamo il recente webinar:

Using AI and Retrosynthesis to Streamline Small Molecule Discovery
Presentato da Lab Manager all'AI & Lab Software Digital Summit.

Questa sessione presenta un caso di studio retrospettivo che mostra come una piccola molecola pubblicata, originariamente scoperta con metodi tradizionali, possa essere identificata in modo più efficiente utilizzando un approccio completamente in silico. I relatori illustrano un ciclo digitale integrato di Design-Make-Test-Analyze (DMTA) utilizzando AIDDISON™ per la progettazione generativa della molecola e la modellazione ADMET predittiva, e SYNTHIA® per la pianificazione della retrosintesi e della sintesi della libreria. Il workflow dimostra come l'intelligenza artificiale e gli strumenti digitali consentano un processo decisionale più rapido, una migliore prioritizzazione dei composti e un più stretto allineamento tra progettazione e sintesi.

Obiettivi di apprendimento chiave:

  • Migliorare l'ottimizzazione degli hit-to-lead e dei candidati con flussi di lavoro digitali integrati.
  • Generare librerie di molecole diverse con proprietà simili a quelle dei farmaci desiderati.
  • Affinare i progetti de novo per la fattibilità nel mondo reale e la velocità di sintesi utilizzando la pianificazione retrosintetica e la sintesi in avanti.

Relatori:

  • Suhasini M Iyengar, Ph.D. (scienziato delle applicazioni e delle scoperte AIDDISON™)
  • Emma Gardener, Ph.D. (scienziato tecnico applicativo, SYNTHIA®)

Guarda il webinar:
Usare l'intelligenza artificiale e la retrosintesi per...

Questo webinar fornisce approfondimenti pratici ed esempi reali di come AIDDISON™ e SYNTHIA® possano essere sfruttati insieme per migliorare la scoperta nelle fasi iniziali e l'efficienza della ricerca e sviluppo di piccole molecole.

 

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Riferimenti:

  • Rusinko, A., Rezaei, M., Friedrich, L., Buchstaller, H.-P., Kuhn, D., & Ghogare, A. (2024). AIDDISON: potenziamento della Scoperta di farmaci con strumenti AI/ML e CADD in una piattaforma SaaS sicura e basata sul web. Journal of Chemical Information and Modeling, 64(1), 3-8. DOI: 10.1021/acs.jcim.3c01016.

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