医薬品探索の強化
AIDDISON™とSYNTHIA®が分子設計をどのように変革するか

はじめに

進化を続ける医薬品探索において、人工知能(AI)、機械学習(ML)、ケムインフォマティクスの統合は、科学者が新しい分子の設計と合成に取り組む方法に革命をもたらしています。2つのプラットフォーム-AIDDISON™とSYNTHIA®は、現在、アイデア出しから合成までの化学研究開発プロセスを加速し、リスクを軽減するために、手を携えて取り組んでいます。

 

何を作るか」と「どのように作るか」の課題

医薬品探索は、2つの基本的な問題に集約されます:

  • 何を作るか?(有望な分子のアイデア、設計、選択)
  • どうやって作るか?(効率的でスケーラブルな合成計画)

AIDDISON™とSYNTHIA®は、この2つに対するシームレスで統合された答えを提供します。

 

AIDDISON™:"何を作るか "を解決

AIDDISON™は、AIを活用したウェブベースのSaaSプラットフォームであり、医薬品および計算化学者が広大なケミカルスペースを探索し、新規分子を生成し、最適な生物学的およびADMET(吸収、分布、代謝、排泄、毒性)プロファイルを持つ候補化合物の優先順位を決定できるようにします。直感的なインターフェースと堅牢な計算エンジンにより、ユーザーは以下のことが可能です:

  • 公開データベースおよび独自データベースを横断した類似性およびファーマコフォア検索の実行
  • ジェネレイティブAIモデルを使用したde novo分子設計
  • MLベースの特性フィルターとADMET予測の適用
  • 形状ベースのアライメントと分子ドッキングを実施し、 ターゲットとのエンゲージメントを評価する。
  • 最も有望なリード化合物にフォーカスするための大規模ライブラリーのクラスタリングとフィルター

 

SYNTHIA®:作り方」の解決

AIDDISON™が有望な分子を特定すると、SYNTHIA®逆合成解析ソフトウェアが、「どのように作るか」という疑問に答えます。SYNTHIA®は、専門家によるコード化された化学ルールと1,400万以上の市販ビルディングブロックのデータベースを使用して、次のことを行います:

  • あらゆる標的分子の合成経路を迅速に生成し、ランク付けします。
  • 合成アクセシビリティと複雑性の評価(SASスコア)
  • 詳細な反応手順、参考文献、出発物質の市販調達先を提供
  • アトムエコノミーを最適化し、危険な試薬を最小限に抑えることで、グリーンケミストリーをサポートします。
  • バッチ解析やAPIを介した他のケムインフォマティクスツールとの統合が可能

 

統合の力AIDDISON™ + SYNTHIA

これらのプラットフォームを併用することで、真の力が発揮されます。AIDDISON™は、AIが設計したトップランクの分子をSYNTHIA®に直接送信し、逆合成分析を行うことができます。この統合により、ユーザーは以下のことが可能になります:

  • バーチャルヒットが合成可能かどうかを即座に評価する
  • 予測される活性だけでなく、現実世界での実現可能性を考慮して分子を優先順位付けする
  • 試薬と出発物質のショッピングリストを作成し、 調達を合理化する。
  • バーチャル・デザインとラボの現実とのギャップを埋める

ケーススタディタンキラーゼ阻害剤

最近のケーススタディは、このワークフローを例証している。既知のタンキラーゼ阻害剤から出発して、AIDDISON™は生成モデルとバーチャル・スクリーニングを用いて多様なアナログを生成した。これらの候補はADMET特性についてフィルターにかけられ、標的タンパク質にドッキングされた。次に、最も有望な構造がSYNTHIA®に送られ、逆合成解析が行われ、合成可能なリード化合物のみが次の段階に進むことが保証された。このアプローチにより、新規で実現可能な医薬品候補の同定が加速され、従来の手法だけよりもケミカルスペースの徹底的な探索が可能になりました。

 

アプリケーションノート ハイライト: "AIDDISON: 安全なウェブベースのSaaSプラットフォームでAI/MLとCADDツールによる医薬品探索を強化"

Rusinkoらによる急進的なアプリケーションノート「AIDDISON: Empowering Drug Discovery with AI/ML and CADD Tools in a Secure, Web-Based SaaS Platform」が、2024年のJournal of Chemical Information and Modelingに掲載されました。この論文では、SYNTHIA®との統合を含む、AIDDISON™のアーキテクチャ、ワークフロー、および実社会への影響について詳しく説明しています。

アプリケーションノートの主な内容です:

  • セキュリティとアクセシビリティAIDDISON™はISO 27001認証を取得しており、機密性の高い研究開発プロジェクトにおけるデータのセキュリティとコンプライアンスを保証します。
  • エンドツーエンドのワークフロー:このプラットフォームは、仮想スクリーニングやADMET予測から合成の実現可能性や調達まで、すべてをカバーします。
  • ユーザー中心の設計:直感的なインターフェースにより、専門家以外の障壁を下げ、高度な計算創薬ツールへのアクセスを民主化します。
  • SYNTHIA®との統合:SYNTHIA®へのシームレスなハンドオフにより、即時の逆合成解析が可能になり、"何を作るか "から "どのように作るか "へのループを閉じることができます。

アプリケーションノート全文を読む:
AIDDISON: Empowering Drug Disc...

 

SYNTHIA®ユーザーにとって、AIDDISON™の採用は以下のことを意味します:

  • より迅速なイノベーション:合成計画前の新規分子の生成、フィルター、優先順位付けを迅速に行うことができます。
  • リスクの少ないプロジェクト:生物学的に有望で、かつ合成が可能な分子にリソースを集中。
  • 合理化されたワークフロー:安全なクラウドベースの環境で、バーチャルデザインから実行可能な合成計画までシームレスに移動。
  • コラボレーション力:プロジェクト、分析、洞察をチーム間で共有し、計算化学者とベンチケミスト間のギャップを埋める。

AIDDISON™とSYNTHIA®の組み合わせは、医薬品探索におけるパラダイムシフトを象徴しています。これらのプラットフォームは、「何を作るか」と「どのように作るか」のステップを単一のワークフローで統合することにより、化学者が自信を持ってイノベーションを起こし、タイムラインを短縮し、新しい治療法をこれまで以上に効率的に市場に送り出すことを可能にします。

 

詳細はこちらオンデマンド・ウェビナー

これらのコンセプトを実際にご覧になりたい方には、最近のウェビナーをお勧めします:

Using AI and Retrosynthesis to Streamline Small Molecule Discovery
Lab ManagerによるAI & Lab Software Digital Summitでの発表。

本セッションでは、従来の方法で発見された低分子が、完全なインシリコ・アプローチを用いることで、どのように効率的に同定されたかを示すレトロスペクティブ・ケーススタディを特集する。発表者は、生成的分子設計と予測的ADMETモデリングのためのAIDDISON™と、後合成およびライブラリー合成計画のためのSYNTHIA®を使用した統合デジタル設計-製造-試験-分析(DMTA)サイクルを順を追って説明します。このワークフローは、AIとデジタルツールによって、意思決定の迅速化、化合物の優先順位付けの改善、設計と合成の緊密な連携がどのように可能になるかを示している。

主な学習目標

  • 統合されたデジタルワークフローによるヒット・ツー・リードと候補化合物の最適化
  • 望ましい薬物様特性を持つ多様な分子ライブラリーの生成
  • 逆合成および前方合成計画を使用して、現実世界での実現可能性と合成までのスピードのためにde novoデザインを洗練させる。

講演者

  • Suhasini M Iyengar, Ph.D. (AIDDISON™アプリケーション・アンド・ディスカバリー・サイエンティスト)
  • エマ・ガーデナー博士(SYNTHIA®テクニカルアプリケーションサイエンティスト)

ウェビナーを見る:
AIとレトロシンセシスの活用...

このウェビナーでは、AIDDISON™とSYNTHIA®を併用することで、アーリーステージのディスカバリーを強化し、低分子化合物の研究開発の効率を向上させる方法について、実践的な洞察と実例をご紹介します。

 


SYNTHIA®の詳細はこちら、AIDDISON™の詳細はdigitalchemistry.aiをご覧ください

 

参考文献

  • Rusinko, A., Rezaei, M., Friedrich, L., Buchstaller, H.-P., Kuhn, D., & Ghogare, A. (2024).AIDDISON: Secure, Web-Based SaaS PlatformにおけるAI/MLおよびCADDツールによる医薬品探索の強化.Journal of Chemical Information and Modeling, 64(1), 3-8.DOI: 10.1021/acs.jcim.3c01016.

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