Intleacht Shaorga freisin chun drugaí nua a fhorbairt

D'fhorbair taighdeoirí ag an Institiúid Teicneolaíochta Chónaidhme i Zurich aEolas Saorga in ann forbairt na drugaí nua agus na cinn atá ann cheana a bharrfheabhsú.

Tá Intleacht Shaorga ETH in ann a aithint ag an bpointe ar na móilíní scafall inar féidir comhábhair ghníomhacha nua a fhorbairt, agus tá sé in ann freisin na coinníollacha is fearr a chinneadh don imoibrithe ceimiceacha éiríonn le hiarratais.

Le cumais thuarthach Is ábhar iontais iad den tsamhail nua: arna bhfíorú sa tsaotharlann ar mhóilíní drugaí atá ar eolas cheana féin, bhí réamh-mheastacháin an AI ceart i gcúig chás as sé chás.

An 100 Mór na ceimice agus na dúshláin a bhaineann leis an ngeilleagar domhanda
Forbairt drugaí nua, leabharlanna feabhsaithe a bhuíochas leis an gceimic

Sintéis drugaí nua i dtreo fíor-réabhlóide

Go dtí seo, a aithint agus a tháirgeadh drugaí nua agus comhábhair ghníomhacha b'éigean dul trí chonair fhada thurgnamhach déanta suas de hipitéisí, trialacha agus earráidí: bóthar an-chostasach ó thaobh ama agus acmhainní de, agus lán le foircinn marbha.

Go ginearálta, chun móilíní nua atá gníomhach ó thaobh cógaseolaíochta de a tháirgeadh, úsáideann poitigéirí modhanna sintéise díorthaithe ó imoibrithe ceimiceacha atá ar eolas cheana féin, agus ansin tástáil gach ceann de na modhanna seo trí thurgnaimh saotharlainne.

Inniu, áfach, tá anEolas Saorga ceadaíonn forbairtí nach bhféadfaí a shamhlú ach cúpla bliain ó shin, agus is féidir feidhm a bhaint as teicneolaíochtaí nua freisin i réimse na sintéise drugaí nua. Eolaithe ó ETH Zurich agus taighdeoirí ó Taighde agus Luathfhorbairt Roche Pharma Tá múnla AI forbartha acu a chuidíonn leis an modh sintéise is fearr a chinneadh, agus is féidir leis an dóchúlacht go n-éireoidh leis a léiriú freisin.

"Is féidir lenár modh a laghdú go suntasach ar líon na dturgnaimh saotharlainne is gá“, A mhíníonn sé Coinneach Atz, mac léinn dochtúireachta in Institiúid na nEolaíochtaí Cógaisíochta ag ETH Zurich a, mar aon leis an Ollamh Gisbert Schneider, d’fhorbair an tsamhail AI.

MSD, iompaíonn an earnáil chógaisíochta san Ísiltír glas
Tá "spiaire" sa bolg, agus is paiste é le feidhmeanna braiteoir

Conas a rugadh drugaí nua: scaifeanna agus grúpaí feidhme

Il Múnla AI do shintéis na ndrugaí nua a thástáil, faoi láthair, leis an imoibriú ceimiceach de buachailleacht, ceann de na “imoibrithe atá ar eolas cheana féin” a úsáidtear chun comhábhair ghníomhacha nua a tháirgeadh. Cuimsíonn siad seo go ginearálta ascafall a bhfuil na mar a thugtar orthu nasctha grúpaí feidhmiúla mar amides (mar shampla, paracetamol) agus alcóil (mar shampla, glycerin).

Tá na scafallanna seo, nó scafall, tacú leis na grúpaí feidhme agus iad a choinneáil sa riocht ceart ionas go ngníomhóidh siad ar bhealach áirithe. Na scafallanna, áfach, comhdhéanta go príomha d'adaimh de carbóin agus hidrigin, rud a fhágann nach bhfuil iontu ach imoibríoch: ní léir ar chor ar bith nasc a fháil le hadaimh fheidhmiúla ar nós nítrigine, ocsaigine nó clóirín.

Chun a bheith rathúil i gcruthú na bannaí seo, ní mór duit na scafaill a ghníomhachtú go ceimiceach trí imoibrithe diall. Tá Borylation ar cheann de na modhanna gníomhachtaithe seo: is éard atá ann grúpa ceimiceach ina bhfuil bórón a nascadh le adamh carbóin den scafall, agus ansin grúpa eile atá éifeachtach ó thaobh cógaseolaíochta de a chur ina ionad go háisiúil.

Uisce, féar agus daonnacht: teorainneacha cognaíocha na hIntleachta Saorga
Taifead Othar Ríomhairithe Nua: Luas iomlán chun tosaigh san Eilvéis

Téann Intleacht Shaorga isteach sa tsaotharlann go buacach

Bealach amháin chun drugaí nua a tháirgeadh agus feabhas a chur ar na cinn atá ann cheana féin ná grúpaí feidhme a chur i suíocháin nua ar na scafaill: déanann an Intleacht Shaorga a d'fhorbair taighdeoirí ag an Institiúid Teicneolaíochta Chónaidhme i Zurich cúram an chéim seo a shimpliú. Tá an tsamhail in ann láithreacha breise féideartha nua a aithint agus an coinníollacha is fearr le haghaidh rathúlacht an imoibrithe gníomhachtaithe.

Is é an smaoineamh tosaigh, a mhíníonn siad, ná na frithghníomhartha a bhfuil cur síos orthu sa litríocht eolaíoch a ghlacadh agus iad a úsáid le haghaidh múnla Intleachta Saorga a oiliúint le húsáid chun a oiread suíomhanna díorma agus is féidir ar mhóilíní nua a shainaithint.

"Cé go bhfuil acmhainneacht mhór ag bórylation, is deacair an t-imoibriú a rialú sa tsaotharlann”, a mhíníonn Atz, “sin an fáth nár tháinig ár gcuardach domhain ar litríocht an domhain chun solais ach díreach os cionn 1.700 alt eolaíochta ar an ábhar”. Chun cáilíocht na sonraí a thabharfar don mhúnla AI a chinntiú, chúngaigh an fhoireann na foinsí go 38 doiciméad iontaofa go háirithe, a chuireann síos ar iomlán de 1.380 frithghníomh borylation.

Comhtháthaíodh torthaí na litríochta eolaíochta ansin leis na meastóireachtaí ar 1.000 imoibriú a rinneadh sa tsaotharlann arna bhainistiú ag Roinn Taighde Ceimice Íocshláinte Roche, rud a cheadaíonn imoibrithe ceimiceacha a dhéanamh ar scála milleagraim agus anailís a dhéanamh orthu go comhuaineach. “Tá poitéinseal ollmhór ag baint le uathoibriú saotharlainne a chomhcheangal le hIntleacht Shaorga", Míníonn sé David Nippa, mac léinn PhD ag Roche, “is féidir leis an éifeachtúlacht i sintéis ceimiceach a mhéadú go mór agus feabhas a chur ar a chuid ag an am céanna inbhuanaitheacht".

Teiripe stróc nuálaíoch a bhuíochas le leigheas na hEilvéise
Mearbhall agus rialú in aimsir na hIntleachta Saorga

Cumhacht thuarthach iontach go háirithe le sonraí 3D

Agus é á chothú leis an gcomhthiomsú sonraí a bhaintear as litríocht eolaíoch agus tástálacha saotharlainne, léirigh an tsamhail AI a cumas tuartha iontas: fíoraíodh a thuar trí úsáid a bhaint as sé mhóilíní drugaí a bhí ar eolas cheana féin, agus i cúig cinn as sé chás Dheimhnigh tástálacha saotharlainne na láithreacha breise atá beartaithe.
Bhí an tsamhail chomh hiontaofa céanna nuair a tháinig sé ar shuímh a aithint ar an scafall áit nach féidir gníomhachtú a dhéanamh, agus chinn sé na coinníollacha ab fhearr le haghaidh imoibrithe gníomhachtaithe.

Tháinig feabhas breise ar na tuartha nuair a bhí rochtain ag an tsamhail ar Faisnéise 3d saor in aisce, ar mhóilíní pointe tosaigh, seachas a bhfoirmle ceimiceach amháin: “Dealraíonn sé go bhforbraíonn an tsamhail tuiscint tríthoiseach ceimiceach”, a mhíníonn Atz.

Tá an mac léinn PhD óg ón Polytechnic ag obair anois mar eolaí AI i réimse na ceimice míochaine ag Roche: “Tá sé an-spreagúil oibriú ar an gcomhéadan idir taighde acadúil AI agus uathoibriú saotharlainne.”, mhínigh, “agus is cúis áthais é a bheith in ann é seo go léir a thabhairt ar aghaidh leis an ábhar agus na modhanna is fearr".

Ceimic amach anseo: dúshláin nua an tionscail maidir le hinbhuanaitheacht
Plástar sintéiseach gan fasach chun créachta inmheánacha a shéaladh