Technion: ricercatori sviluppano un sistema intelligente per produrre nuovi farmaci

Technion: ricercatori sviluppano un sistema intelligente per produrre nuovi farmaci

Due ricercatori del dipartimento di informatica del Technion – Israel Institute of Technology di Haifa hanno sviluppato un sistema intelligente per la produzione di nuovi farmaci. Fondato sull’intelligenza artificiale e sull’apprendimento approfondito, il sistema dovrebbe ridurre drasticamente i costi dello sviluppo dei farmaci.

Progettare un nuovo farmaco è un processo lungo e costoso. Una tecnica comune è quella di iniziare da una molecola che ha già alcune delle proprietà desiderate.

In passato i farmaci venivano scoperti in modo fortuito, i processi moderni invece sono computerizzati e più sistematici, partire da uno studio di molte molecole e da una selezione di quelli che hanno il più grande potenziale terapeutico.

Nello studio dei ricercatori israeliani, presentato alla conferenza KDD 2018 (Knowledge Discovery and Data Mining) a Londra, è stato formulato un nuovo approccio per la creazione di potenziali molecole terapeutiche.

I due ricercatori, la dottoressa Kira Radinsky e lo studente Shahar Harel, come riporta una nota del Technion, hanno affermato:

“La nostra ipotesi di lavoro è che il linguaggio della chimica organica correlato allo sviluppo di farmaci è simile a quello di un linguaggio naturale. Il sistema che abbiamo sviluppato, che utilizza l’intelligenza artificiale e il deep learning (l’apprendimento profondo), ha acquisito questo linguaggio basato su centinaia di migliaia di molecole. Inoltre, abbiamo fornito la composizione chimica di tutti i farmaci approvati fino al 1950, che servivano come prototipi su cui generare nuove variazioni – nuovi farmaci potenziali. Al fine di generare un sistema creativo, abbiamo deliberatamente introdotto un ” disturbo “, che produce diversità. In particolare, il sistema genererà molte variazioni di farmaci esistenti”.

Quando hanno istruito il sistema a proporre 1000 farmaci basati su vecchi farmaci, i ricercatori sono rimasti sorpresi di scoprire che 35 dei nuovi farmaci generati dal sistema sono esistenti, approvati dalla FDA, farmaci sviluppati e approvati dopo il 1950. I ricercatori hanno dimostrato l’efficienza del sistema nello sviluppo di farmaci ‘razionali’ o efficaci.

Stiamo in pratica presentando – ha precisato Shahar Harel – un algoritmo che si rivolge alla fase creativa dello sviluppo dei farmaci – la fase di scoperta delle molecole. Questa capacità si basa sulla nostra innovazione matematica, che permette al computer di comprendere il linguaggio chimico e di generare nuove molecole basate su un prototipo”.

La dottoressa Kira Radinsky ha osservato:

“Quello che abbiamo presentato qui non è solo un mezzo per ottimizzare i metodi esistenti, ma anche completamente nuovi paradigmi per lo sviluppo di farmaci e la pratica scientifica. Invece di cercare correlazioni specifiche basate su ipotesi formulate, permettiamo al computer di identificare queste connessioni da una dimensione di campione enorme, senza guida. Il computer non è più intelligente dell’uomo, ma può far fronte a enormi quantità di dati e trovare correlazioni inaspettate. È così che siamo riusciti a trovare (in un altro studio) gli effetti collaterali sconosciuti di vari farmaci e combinazioni di medicine, e ora, un meccanismo innovativo di sviluppo di farmaci. Questo è un nuovo tipo di scienza che non è costruita su ipotesi testate in un esperimento, ma su dati che hanno generato l’ipotesi di ricerca. Questo nuovo sviluppo accelererà e ridurrà i costi di sviluppo di nuovi farmaci efficaci, riducendo così il tempo che i pazienti dovranno attendere per i farmaci. Inoltre, questa scoperta dovrebbe portare allo sviluppo di farmaci che non sarebbero stati generati con il paradigma farmacologico convenzionale”.

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