Progettazione di terapie a piccole molecole
L'unica soluzione che combina l'intelligenza artificiale e l'apprendimento automatico, la modellazione molecolare 3D basata sulla fisica e l'informatica di laboratorio in un unico ambiente
Identifica più rapidamente i componenti di farmaci a piccole molecole di alta qualità
La ricerca farmacologica richiede un approccio multidisciplinare. Le soluzioni integrate end-to-end di BIOVIA per la progettazione di terapie a piccole molecole si basano su 30 anni di esperienza nell'informatica di ricerca, nella modellazione e simulazione molecolare basata sulla fisica e nell'informatica di laboratorio. Agevolano la collaborazione tra gruppi di ricerca multidisciplinari per progettare, scoprire e sviluppare farmaci a piccole molecole in modo più rapido e a costi ridotti.
Un'unica piattaforma: soluzioni flessibili, scalabili ed estensibili su cloud
Le soluzioni BIOVIA per la progettazione di terapie a piccole molecole sono disponibili come applicazioni Software-as-a-Service (SaaS), perfettamente integrate nella piattaforma 3DEXPERIENCE. Sono in grado di soddisfare le esigenze di ricerca di piccoli team e grandi organizzazioni farmaceutiche grazie a:
- Implementazione rapida delle soluzioni più recenti senza investimenti hardware o IT
- Personalizzazione dei flussi di lavoro basati sui dati e incentrati sui requisiti univoci dei singoli progetti di ricerca
- Integrazione di modelli, algoritmi e fonti di dati unici, personalizzati o di terze parti.
Modellazione predittiva estremamente accurata con cicli di apprendimento attivo
BIOVIA semplifica la scoperta di farmaci grazie alla perfetta integrazione dei metodi virtuali di ottimizzazione e identificazione dei risultati con le proprie pratiche di progettazione/collaudo sperimentali in laboratorio per:
- Fare previsioni sui passaggi successivi utilizzando l'apprendimento attivo
- Democratizzare l'accesso ai modelli predittivi per una maggiore efficienza
- Garantire l'integrità, la sicurezza, la tracciabilità e la coerenza dei dati durante l'intero ciclo di vita del farmaco.
Ricerca scientifica all'avanguardia con intelligenza artificiale e apprendimento automatico
- Progettazione di farmaci basata sull'intelligenza artificiale
- Modellazione e simulazione
- Costruzione di modelli
Riduci i costosi test nel mondo reale con l'intelligenza artificiale generativa
BIOVIA Generative Therapeutics Design (GTD) automatizza la creazione, il collaudo e la selezione virtuali di nuove piccole molecole con l'intelligenza artificiale generativa per la progettazione. Migliora la qualità dei risultati utilizzando strategie di ottimizzazione multi-parametrica (MPO) in grado di gestire simultaneamente i complessi profili dei prodotti target (TPP).
I ricercatori utilizzano questo flusso di lavoro intuitivo basato sull'intelligenza artificiale per abbreviare i tempi di sviluppo, scoprire informazioni nascoste, esplorare lo spazio chimico e risparmiare milioni di dollari per programma di ricerca. GTD è l'unico software commerciale progettato per consentire ai chimici computazionali e medici di utilizzare l'intelligenza artificiale per lo sviluppo di farmaci a piccole molecole.
Combina intelligenza artificiale e modellazione basata sulla fisica per la scoperta di nuovi farmaci
BIOVIA Discovery Studio Simulation consente ai modellatori molecolari di costruire modelli 3D di farmacofori e docking, che possono poi essere utilizzati in BIOVIA Generative Therapeutics Design per migliorare la qualità dei composti guida. Gli utenti hanno inoltre accesso al principale algoritmo di docking ad alta velocità GOLD del Cambridge Crystallographic Data Centre (CCDC) senza dover richiedere una licenza aggiuntiva.
Discovery Studio Simulation include ora modelli di intelligenza artificiale OpenFold/AlphaFold per la previsione di strutture, oltre all'algoritmo di modellazione omologica MODELER, basato sulla fisica e convalidato da tempo.
Crea facilmente modelli di apprendimento automatico con i dati di laboratorio
BIOVIA Machine Learning Workbench offre un'interfaccia utente intuitiva e interattiva che facilita la creazione di modelli di alta qualità per i ricercatori con poca o nessuna esperienza nel campo della scienza dei dati. Questi modelli vengono quindi utilizzati negli esperimenti BIOVIA Generative Therapeutics Design per ottimizzare i composti guida.
L'orchestrazione dell'addestramento di modelli su base ricorrente o quando sono disponibili nuovi dati aiuta a identificare i migliori candidati farmacologici, sfruttando tutti i dati dei test per migliorare la modellazione predittiva.
Sfrutta la potenza dei dati predisposti per l'intelligenza artificiale
- Informazioni complete sui dati
- Dati connessi
Ottieni informazioni complete sui dati
Prendi decisioni rapide e informate sui composti da sintetizzare per i test.
Con BIOVIA Insight, gli scienziati possono visualizzare, analizzare e studiare in dettaglio i dati molecolari proposti da Generative Therapeutics Design, insieme a proprietà calcolate e dati ricavati sperimentalmente, confrontando strutture chimiche, proprietà o altre viste personalizzate e collaborando senza soluzione di continuità con altri membri del team.
Connettiti ai dati del mondo reale
BIOVIA Scientific Notebook e BIOVIA Materials Registration aiutano a migliorare l'efficienza e la produttività dei team sfruttando le conoscenze esistenti e la rappresentazione universale dei materiali e colmando il divario tra scoperta e attività a valle.
Supportano numerosi passaggi nella progettazione di preparati terapeutici a piccole molecole, tra cui:
- Registrazione di esperimenti virtuali e idee di composti
- Acquisizione di reazioni chimiche e composti sintetizzati in lotti
- Determinazione dell'esistenza delle idee di composti come composti reali nell'inventario del team
Inizia il percorso
Il mondo della progettazione di terapie a piccole molecole è in continua evoluzione. Scopri come rimanere sempre un passo avanti con BIOVIA
Domande frequenti sui farmaci a piccole molecole
La differenza principale tra farmaci a grandi e piccole molecole risiede nelle dimensioni, nella struttura, nel processo di produzione e nel funzionamento all'interno dell'organismo. Di seguito è riportata una tabella comparativa che evidenzia le principali differenze tra farmaci a grandi e piccole molecole:
| Caratteristica | Farmaci a piccole molecole | Farmaci a grandi molecole (biologici) |
|---|---|---|
| Dimensioni | Ridotte (solitamente inferiori a 1 kDa). | Grandi (generalmente > 1 kDa, fino a 150 kDa o più). |
| Struttura | Struttura chimica semplice e ben definita. | Struttura tridimensionale e complessa. |
| Produzione | Sintetizzati chimicamente nei laboratori. | Prodotti utilizzando cellule vive (processi biotecnologici). |
| Stabilità | Stabili e facilmente somministrabili per via orale. | Meno stabili, poiché richiedono solitamente refrigerazione e iniezione. |
| Via di somministrazione | Orale, topica, endovenosa, ecc. | Per lo più iniettabili (endovenosa, sottocutanea). |
| Meccanismo di rilascio | Possono entrare facilmente nelle cellule grazie alle dimensioni ridotte. | Agiscono sui componenti extracellulari a causa delle grandi dimensioni. |
| Bersaglio | Agiscono spesso su bersagli intracellulari come enzimi o recettori. | Agiscono principalmente su recettori o proteine extracellulari. |
| Immunogenicità | Basso potenziale di attivazione della risposta immunitaria. | Maggiore potenziale di immunogenicità. |
| Metabolismo | Metabolizzazione nel fegato, generalmente da parte degli enzimi. | Scomposizione per proteolisi, principalmente nelle cellule o nel flusso sanguigno. |
| Costo di sviluppo | Costi di produzione e sviluppo solitamente inferiori. | Costi di produzione elevati a causa della complessità di produzione. |
| Durata del brevetto | Generalmente più breve grazie a una produzione più semplice. | Più lunga a causa della complessità di sviluppo e regolamentazione. |
| Esempi | Aspirina, ibuprofene, statine, metformina. | Insulina, anticorpi monoclonali (ad es., rituximab), vaccini. |
Esempi di farmaci a piccole molecole includono:
- Aspirina (acido acetilsalicilico) - Utilizzata principalmente come antidolorifico, antinfiammatorio e antiaggregante.
- Ibuprofene - Farmaco antinfiammatorio non steroideo (FANS) comunemente utilizzato per alleviare il dolore, ridurre l'infiammazione e abbassare la febbre.
- Paracetamolo (acetaminofene) - Utilizzato come antidolorifico e per abbassare la febbre.
- Simvastatina o atorvastatina - Farmaci utilizzati per ridurre i livelli di colesterolo nel sangue.
- Metformina - Farmaco da somministrare per via orale utilizzato per trattare il diabete di tipo 2 riducendo i livelli di glucosio.
- Omeprazolo - Inibitore della pompa protonica utilizzato per ridurre la produzione di acido gastrico e trattare condizioni come la malattia da reflusso gastroesofageo (GERD) e le ulcere peptiche.
- Ciprofloxacina - Antibiotico utilizzato per il trattamento delle infezioni batteriche.
- Sertralina - Farmaco antidepressivo appartenente alla classe degli inibitori selettivi della ricaptazione della serotonina (SSRI).
- Warfarina - Farmaco anticoagulante usato per prevenire i coaguli di sangue.
I farmaci a piccole molecole offrono diversi vantaggi, tra cui:
- Somministrazione orale
- Permeabilità della membrana cellulare
- Stabilità
- Semplicità di produzione
- Specificità del bersaglio
- Biodisponibilità
- Minori interazioni farmacologiche
A differenza dei farmaci a piccole molecole, che vengono sintetizzati chimicamente, quelli a grandi molecole vengono creati attraverso processi biologici. Questi farmaci biologici vengono prodotti utilizzando cellule vive, il che rende il processo più complesso, costoso e lungo. Spesso richiedono condizioni speciali per la conservazione e la somministrazione (come refrigerazione e iniezione).
L'intelligenza artificiale migliora la progettazione di preparati terapeutici a piccole molecole automatizzando l'esplorazione degli spazi chimici e prevedendo le interazioni molecolari. Ciò consente ai ricercatori di identificare più rapidamente i composti promettenti, di ridurre i test per tentativi ed errori e di ottimizzare le molecole guida con maggiore precisione.
La piattaforma BIOVIA migliora lo sviluppo di farmaci a piccole molecole integrando intelligenza artificiale, apprendimento automatico e modellazione molecolare per semplificare il processo di scoperta. I ricercatori possono prendere decisioni basate sui dati, ottimizzare i composti guida e accelerare le tempistiche di sviluppo generali.
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