I - La scoperta di farmaci accelerata interviene su esigenze mediche insoddisfatte
«La nostra intenzione è cominciare dall’individuazione di farmaci antivirali ad ampio spettro inediti, vagliando trilioni di molecole rispetto a decine di bersagli funzionali virali.»
Andrea Beccari, direttore senior e responsabile di EXSCALATE presso Dompé farmaceutici
In ambito industriale e scientifico, esiste una serie di attività di calcolo importanti che i supercomputer tradizionali fanno fatica a risolvere. Alcuni esempi di tali problemi complessi comprendono l’ottimizzazione dei flussi di traffico e problemi numerici fondamentali nel settore della chimica e della fisica per lo sviluppo di nuovi farmaci e materiali. Un farmaco può impiegare più di 13 anni per avanzare dall’iniziale scoperta dei composti alle sperimentazioni cliniche e all’approvazione normativa. Ciò non prende neppure in considerazione il tasso di successo molto basso di questo processo: meno del 10 % delle sperimentazioni cliniche si dimostra di successo, appena un farmaco su 5 000 approda sul mercato. Inoltre, i farmaci commercializzati sono spesso adatti solo a una parte di pazienti. L’inefficienza e il tasso di successo ridotto contribuiscono al costo estremamente elevato richiesto per lo sviluppo di nuovi farmaci. Il gruppo del progetto LIGATE(si apre in una nuova finestra) scommette su una nuova generazione di piattaforme di simulazione e modellizzazione basate sull’intelligenza artificiale per sopperire a questi problemi. «Stiamo facendo leva sulla disponibilità senza precedenti delle risorse di calcolo e sugli algoritmi di apprendimento avanzato», afferma Andrea Beccari, direttore senior e responsabile di EXSCALATE(si apre in una nuova finestra) presso l’azienda biofarmaceutica Dompé farmaceutici(si apre in una nuova finestra). «Il nostro obiettivo consiste nella realizzazione di una piattaforma HPC di progettazione di farmaci interamente integrata, non destinata a esperti di programmazione, ma piuttosto agli scienziati che ne hanno bisogno per verificare più velocemente le proprie teorie.» I membri del consorzio promettono niente di meno che «la velocità e la precisione più elevate» agli utenti della loro piattaforma. Nel caso di esigenze di calcolo urgenti, una situazione che i ricercatori si sono di recente trovati ad affrontare con la COVID-19, il sistema condurrà perfino campagne di scoperta dei farmaci in silicio in meno di un giorno. A differenza dei sistemi odierni, LIGATE è in grado di tenere conto di tutte le complessità e delle perturbazioni sistemiche generate da una malattia. Un ulteriore vantaggio di rilievo di una piattaforma del genere risiede nella necessità limitata di test sugli animali. «La nostra intenzione è cominciare dall’individuazione di farmaci antivirali ad ampio spettro inediti, vagliando trilioni di molecole rispetto a decine di bersagli funzionali virali (elicasi, polimerasi, proteasi, ecc.)», spiega Beccari. «In seguito, verranno convalidati i migliori composti in modo sperimentale.» Sebbene i risultati globali del progetto non saranno disponibili prima della fine del 2023, alcune rivoluzioni scaturite da ANTAREX, che ha individuato un potente inibitore del virus Zika, e da EXSCALATE4CoV, che ha convalidato il farmaco anti-osteoporosi raloxifene quale trattamento efficace dei processi infiammatori indotti dalla COVID-19, rappresentano certamente il preludio di grandi evoluzioni.
Parole chiave
LIGATE, HPC, calcolo ad alte prestazioni, supercomputer, tecnologie, sovranità digitale, calcolo quantistico, innovazione, informatica verde, efficienza energetica, competenze, PMI