Wspieranie procesu Odkrywania Leków
Jak AIDDISON™ i SYNTHIA® przekształcają projektowanie molekularne

Wprowadzenie

W stale ewoluującym krajobrazie odkrywania leków, integracja sztucznej inteligencji (AI), uczenia maszynowego (ML) i cheminformatyki rewolucjonizuje podejście naukowców do projektowania i syntezy nowych cząsteczek. Dwie platformy - AIDDISON™ i SYNTHIA® - pracują teraz ramię w ramię, aby przyspieszyć i zmniejszyć ryzyko procesu badań i rozwoju w dziedzinie chemii, od pomysłu do syntezy.

 

Wyzwanie "co produkować" i "jak produkować"

Odkrywanie leków można sprowadzić do dwóch podstawowych pytań:

  • Co produkować? (Pomysł, projekt i wybór obiecujących cząsteczek)
  • Jak to zrobić? (Praktyczne, wydajne i skalowalne planowanie syntezy).

AIDDISON™ i SYNTHIA® zapewniają płynną, zintegrowaną odpowiedź na oba te pytania.

 

AIDDISON™: Rozwiązanie problemu "Co wyprodukować"

AIDDISON™ to internetowa platforma SaaS oparta na sztucznej inteligencji, która umożliwia chemikom medycznym i obliczeniowym eksplorację rozległych przestrzeni chemicznych, generowanie nowych cząsteczek i ustalanie priorytetów dla kandydatów o optymalnych profilach biologicznych i ADMET (wchłanianie, dystrybucja, metabolizm, wydalanie, toksyczność). Intuicyjny interfejs i solidny silnik obliczeniowy pozwalają użytkownikom na:

  • wyszukiwanie podobieństw i farmakoforów w publicznych i zastrzeżonych bazach danych
  • Wykorzystanie generatywnych modeli AI do projektowania molekularnego de novo
  • Zastosowanie filtrów właściwości opartych na ML i prognoz ADMET
  • Przeprowadzanie dopasowania opartego na kształcie i dokowania molekularnego w celu oceny zaangażowania celu
  • Klastrowanie i filtrowanie dużych bibliotek w celu skupienia się na najbardziej obiecujących potencjalnych lekach.

 

SYNTHIA®: Rozwiązywanie problemu "jak zrobić"

Gdy AIDDISON™ zidentyfikuje obiecujące cząsteczki, SYNTHIA® Oprogramowanie do retrosyntezy przejmuje zadanie odpowiedzi na pytanie "jak to zrobić". SYNTHIA® wykorzystuje Reguły kodowane przez ekspertów oraz bazę danych zawierającą ponad 14 milionów dostępnych na rynku Bloczków konstrukcyjnych do:

  • szybkiego generowania i szeregowania ścieżek syntezy dla dowolnej cząsteczki docelowej
  • Oceny syntetyzowalności i złożoności (SAS scores)
  • dostarczać szczegółowe etapy reakcji, referencje i komercyjne źródła materiałów wyjściowych
  • Wspierać zieloną chemię poprzez optymalizację pod kątem oszczędności atomów i minimalizacji niebezpiecznych odczynników
  • Umożliwia analizę grupy związków i integrację z innymi narzędziami cheminformatycznymi poprzez API.

 

Potęga integracji: AIDDISON™ + SYNTHIA®

Prawdziwa moc pojawia się, gdy te platformy są używane razem. AIDDISON™ może wysyłać swoje najwyżej ocenione, zaprojektowane przez AI cząsteczki bezpośrednio do SYNTHIA® w celu przeprowadzenia analizy retrosyntetycznej. Ta integracja umożliwia użytkownikom

  • natychmiastową ocenę, czy wirtualny hit jest syntetycznie dostępny
  • Priorytetyzować cząsteczki nie tylko pod kątem przewidywanej aktywności, ale także wykonalności w świecie rzeczywistym
  • Generować listy zakupów odczynników i materiałów wyjściowych, usprawniając zaopatrzenie.
  • Wypełnienie luki między wirtualnym projektem a rzeczywistością laboratoryjną

Studium przypadku: Inhibitory Tankyrase

Niedawne studium przypadku stanowi przykład tego przepływu pracy. Zaczynając od znanego inhibitora tankyrazy, AIDDISON™ wygenerował zróżnicowany zestaw analogów przy użyciu modeli generatywnych i wirtualnych badań przesiewowych. Kandydaci zostali przefiltrowani pod kątem właściwości ADMET i zadokowani do docelowego białka. Najbardziej obiecujące struktury zostały następnie przesłane do SYNTHIA® w celu analizy retrosyntetycznej, zapewniając, że tylko syntetycznie dostępne leady przeszły do następnego etapu. Takie podejście przyspieszyło identyfikację nowych, wykonalnych kandydatów na leki i umożliwiło dokładniejszą eksplorację przestrzeni chemicznej niż tradycyjne metody.

 

Nota aplikacyjna: "AIDDISON: Odkrywanie leków za pomocą narzędzi AI/ML i CADD na bezpiecznej, internetowej platformie SaaS".

Radykalna Nota aplikacyjna "AIDDISON: Empowering Odkrywanie leków with AI/ML and CADD Tools in a Secure, Web-Based SaaS Platform" autorstwa Rusinko et al. została opublikowana w Journal of Chemical Information and Modeling w 2024 roku. Publikacja ta szczegółowo opisuje architekturę, przepływ pracy i rzeczywisty wpływ AIDDISON™, w tym jego integrację z SYNTHIA®.

Kluczowe wnioski z Noty aplikacyjnej:

  • Bezpieczeństwo i dostępność: AIDDISON™ posiada certyfikat ISO 27001, zapewniający bezpieczeństwo danych i zgodność z przepisami dla wrażliwych projektów badawczo-rozwojowych.
  • Przepływ pracy od początku do końca: Platforma obejmuje wszystko, od wirtualnych badań przesiewowych i przewidywania ADMET po syntetyczną wykonalność i zaopatrzenie.
  • Projekt zorientowany na użytkownika: Intuicyjny interfejs obniża barierę dla osób niebędących ekspertami, demokratyzując dostęp do zaawansowanych narzędzi obliczeniowych do odkrywania leków.
  • Integracja z SYNTHIA®: Płynny transfer do SYNTHIA® umożliwia natychmiastową analizę retrosyntetyczną, zamykając pętlę od "co zrobić" do "jak zrobić".

Przeczytaj pełną Notę Aplikacyjną:
AIDDISON: Empowering Drug Disc...

 

Dla użytkowników SYNTHIA® zastosowanie AIDDISON™ oznacza:

  • Szybsze innowacje: Szybkie generowanie, filtrowanie i ustalanie priorytetów nowych cząsteczek przed planowaniem syntezy.
  • Projekty o obniżonym ryzyku: Zasoby można skoncentrować na cząsteczkach, które są zarówno obiecujące biologicznie, jak i możliwe do syntezy.
  • Usprawniony Przepływ Pracy: Płynne przechodzenie od wirtualnego projektu do planów syntezy, a wszystko to w bezpiecznym środowisku opartym na chmurze.
  • Możliwość współpracy: Dzielenie się projektami, analizami i spostrzeżeniami między zespołami, wypełniając lukę między chemikami obliczeniowymi i laboratoryjnymi.

Połączenie AIDDISON™ i SYNTHIA® stanowi zmianę paradygmatu w odkrywaniu leków. Łącząc etapy "co zrobić" i "jak zrobić" w jednym przepływie pracy, platformy te umożliwiają chemikom wprowadzanie innowacji z pewnością siebie, przyspieszają harmonogramy i wprowadzają nowe terapie na rynek bardziej efektywnie niż kiedykolwiek wcześniej.

 

Dowiedz się więcej: Webinaria na żądanie

Dla tych, którzy chcą zobaczyć te koncepcje w akcji, polecamy ostatnie webinarium:

Using AI and Retrosyntezy to Streamline Small Molecule Discovery (Wykorzystanie sztucznej inteligencji i retrosyntezy do usprawnienia procesu odkrywania małych cząsteczek)
zaprezentowane na konferencji AI & Lab Software Digital Summit przez firmę Lab Manager.

Sesja ta obejmuje retrospektywne studium przypadku pokazujące, w jaki sposób opublikowaną małą cząsteczkę, pierwotnie odkrytą tradycyjnymi metodami, można zidentyfikować bardziej wydajnie, stosując podejście w pełni in silico. Prezenterzy przeprowadzą uczestników przez zintegrowany cykl cyfrowego projektowania, tworzenia, testowania i analizy (DMTA) z wykorzystaniem oprogramowania AIDDISON™ do generatywnego projektowania cząsteczek i predykcyjnego modelowania ADMET oraz SYNTHIA® do planowania syntezy retrosyntetycznej i bibliotecznej. Przepływ pracy pokazuje, w jaki sposób sztuczna inteligencja i narzędzia cyfrowe umożliwiają szybsze podejmowanie decyzji, lepszą priorytetyzację związków i ściślejsze dopasowanie między projektowaniem a syntezą.

Kluczowe cele szkoleniowe:

  • Ulepszenie optymalizacji "hit-to-lead" i optymalizacji kandydatów dzięki zintegrowanym cyfrowym przepływom pracy.
  • Generowanie różnorodnych bibliotek cząsteczek o pożądanych właściwościach podobnych do leków
  • Udoskonalanie projektów de novo pod kątem wykonalności w świecie rzeczywistym i szybkości syntezy przy użyciu planowania syntezy wstecznej i do przodu.

Prelegenci:

  • Suhasini M Iyengar, Ph.D. (AIDDISON™ Application and Discovery Scientist)
  • Emma Gardener, Ph.D. (Technical Application Scientist, SYNTHIA®)

Obejrzyj webinarium:
Wykorzystanie sztucznej inteligencji i retrosyntezy do...

To webinarium dostarcza praktycznych spostrzeżeń i rzeczywistych przykładów tego, jak AIDDISON™ i SYNTHIA® mogą być wykorzystywane razem w celu usprawnienia wczesnego etapu odkrywania i poprawy Wydajności badań i rozwoju małych cząsteczek.

 

Gotowy do przekształcenia swojego przepływu pracy?
Poznaj bliżej SYNTHIA® tutaj i AIDDISON™ na digitalchemistry.ai.

 

Referencje:

  • Rusinko, A., Rezaei, M., Friedrich, L., Buchstaller, H.-P., Kuhn, D., & Ghogare, A. (2024). AIDDISON: Wzmocnienie Odkrywania Leków za pomocą narzędzi AI/ML i CADD w bezpiecznej, internetowej platformie SaaS. Journal of Chemical Information and Modeling, 64(1), 3-8. DOI: 10.1021/acs.jcim.3c01016.

Gotowy na dodanie weryfikacji cyfrowej do swojego Przepływu pracy?

Poznaj ChemisTwin™ i świat cyfrowych materiałów referencyjnych

Sigma-Aldrich ChemisTwin™ Platfom