En busca de nuevas curas
En noviembre de 2018, la Food and Drug Administration (FDA) de Estados Unidos aprobó el fármaco Vitrakvi, descubierto por Array BioPharma y desarrollado por Loxo Oncology. Vitrakvi se usa para el tratamiento de pacientes con tumores sólidos con fusión de gen de receptor de tirosina cinasa neurotrófico (NTRK). Fue el primer fármaco antineoplásico de moléculas pequeñas aprobado que trata a los pacientes en función de su perfil genético y no de la ubicación del tumor. El caso de Vitrakvi es destacable porque tiene su origen en una nueva área del espacio químico que no se había explorado hasta hace poco tiempo.
Vitrakvi es un gran ejemplo del trabajo que los “cazadores de fármacos” están haciendo para ampliar los límites del espacio químico conocido mediante la búsqueda de nuevos fármacos en regiones antes inexploradas. Hoy en día, son muchos los investigadores que buscan curas por medio de una exploración más sistemática del universo químico. Las nuevas tecnologías y estrategias han hecho que el descubrimiento de fármacos sea ahora mucho más proactivo, lo que permite ahorrar tiempo y recursos y acelera la comercialización de las curas.
Explorar la vasta extensión del espacio químico
Un análisis de CAS REGISTRYSM muestra que el ritmo de la innovación se está acelerando a medida que las empresas farmacéuticas intensifican sus esfuerzos por descubrir nuevos fármacos en las regiones inexploradas del inmenso cosmos químico.
CAS REGISTRY, una recopilación seleccionada de todas las sustancias químicas conocidas y estudiadas, ha multiplicado su tamaño por más de dos a lo largo de los últimos diez años y actualmente contiene alrededor de 150 millones de sustancias químicas únicas. Sin embargo, se ha estimado que existen 1060 posibles combinaciones moleculares con potencial farmacológico en el universo químico. Es un número tan gigantesco que ni siquiera podemos imaginarlo. A modo de comparación, se calcula que en el universo conocido hay unas 1024 estrellas.
Lo cierto es que solo conocemos una ínfima fracción del universo químico. La vasta mayoría del espacio no se ha explorado aún y representa una enorme oportunidad para quienes buscan curas para las enfermedades más difíciles de tratar. La pregunta es: ¿cómo podemos recorrer de un modo eficiente este espacio químico para encontrarlas?
El potencial de la IA para transformar la administración de fármacos
Los líderes empresariales de la industria farmacéutica han reconocido el poder transformador de la inteligencia artificial (IA) para sus iniciativas de descubrimiento de fármacos. Las principales empresas ya han empezado a usar aplicaciones de IA para examinar los extensos confines del espacio químico y buscar candidatos para el desarrollo entre cientos de millones de compuestos virtuales. En el futuro, se espera que esto sea un componente estándar de los procesos de descubrimiento de fármacos.
Sin embargo, el desarrollo y el crecimiento de la IA no están exentos de desafíos.
Unos datos depurados son esenciales para mejorar los resultados de la IA
Actualmente, los especialistas en datos invierten hasta un 80 % de su tiempo en obtener y depurar los datos que se necesitan para alimentar los algoritmos, en lugar de dedicarse a crear los modelos. Uno de los problemas a los que se enfrentan es encontrar conjuntos de datos depurados y relevantes para entrenar los algoritmos de IA y aprendizaje automático. Hay un gran volumen de datos sin procesar, pero para que resulten útiles es necesario que estén seleccionados, traducidos, estructurados e indexados.
Esto pone de relieve la importancia del componente no artificial de la tecnología de IA: el elemento humano. Los sistemas de IA que funcionan en tándem con humanos pueden llegar mucho más lejos que cualquiera de las dos partes por separado. Los investigadores usan sus habilidades cognitivas para proporcionar datos depurados y relevantes y valoraciones, mientras que la IA lleva a cabo funciones tácticas repetitivas mucho más deprisa que un humano. Mediante una revisión rápida de enormes cantidades de datos, la IA puede identificar patrones y anomalías y proporcionar a los investigadores información que no habrían podido encontrar sin esta tecnología.
Los descriptores moleculares de CAS aceleran la investigación
CAS ha desarrollado una estrategia pendiente de patente que emplea sus descriptores moleculares registrados y diversas técnicas de IA para predecir la actividad biológica de una molécula. Para ello, revisa primero todas las moléculas conocidas que interactúan con una diana de interés. A continuación, deconstruye esas moléculas para identificar las partes o fragmentos comunes a las moléculas activas. Por último, realiza búsquedas en el cosmos químico para encontrar los compuestos virtuales que incluyen esos componentes e identificar las moléculas con más probabilidades de presentar la actividad biológica deseada.
Este método reduce sustancialmente el número de compuestos que se tienen que sintetizar y analizar en el laboratorio para identificar nuevos fármacos candidatos.
Los descriptores de CAS proporcionan una representación abstracta de algunas características estructurales de una molécula a un nivel más detallado que las otras huellas moleculares utilizadas habitualmente. En una serie de pruebas de validación, la precisión de los descriptores de CAS superó hasta en un 45 % a la de los algoritmos de aprendizaje automático habituales que utilizan la huella de Morgan.
Las grandes empresas farmacéuticas que cuentan con plataformas de IA propias utilizan los descriptores moleculares de CAS para obtener resultados más precisos y detallados. Las empresas más pequeñas con una infraestructura de IA limitada pueden recurrir a los datos, la tecnología y los conocimientos que ofrece CAS para mejorar su proceso de descubrimiento. El objetivo es aumentar la eficiencia de la investigación y el retorno de la inversión en I+D mediante la identificación de las regiones del cosmos químico que muestren más potencial para las dianas de interés.
Desde hace más de cien años, los científicos de CAS seleccionan la recopilación más fiable y detallada de información química a partir de patentes, revistas y otras publicaciones científicas de todo el mundo. Gracias a esta experiencia y esta dedicación, hemos desarrollado una cantera única de conocimientos y talento, con cientos de científicos y tecnólogos perfectamente cualificados para impulsar el éxito en este espacio. Contacte con nosotros para analizar cómo puede ayudarle la colaboración con CAS a obtener los datos, la tecnología o los conocimientos que necesita para que sus descubrimientos avancen a toda máquina.