Cómo un equipo de científicos de TCS utilizó la inteligencia artificial para identificar 31 promisoras moléculas para el descubrimiento de medicamentos.
En el Laboratorio de Innovación de TCS en Hyderabad, India, un equipo de científicos ha identificado 31 promisores compuestos moleculares para encontrar una cura para COVID-19.
Este esfuerzo es parte de las muchas actividades de misión crítica en las que TCS participa a nivel mundial en conjunto con empresas privadas y grupos gubernamentales. Esto representa un descubrimiento crucial que respalda el esfuerzo a nivel global para combatir el coronavirus.
A destacar, TCS aprovechó su experiencia en Inteligencia Artificial (IA) como parte clave de este proceso de descubrimiento.
“El uso de IA ha contribuido considerablemente al proceso inicial de diseño de medicamentos reduciéndolo de varios meses a solo unos días“, dijo Gopalakrishnan Bulusu, uno de los principales científicos del proyecto.
Inteligencia artificial para una auténtica crisis de salud
El grupo de científicos de la unidad de Investigación de Ciencias de Vida del TCS Innovation Labs comenzó por aplicar estratégicamente al diseño de novo de medicamentos, un área de enfoque actual de su investigación. Pero primero, tenían que configurar un modelo de IA.
La fortaleza fundamental de la IA es poder evaluar rápidamente múltiples escenarios con varios parámetros para encontrar la solución de problemas.
Pero primero, cualquier modelo de IA debe ser entrenado para aprender la gramática del lenguaje de la asignatura (en este caso, la química medicinal) antes de comenzar a sugerir posibles escenarios que podrán llevar a una solución.
Es importante recordar que el universo molecular comprende miles de millones de moléculas, y el mundo de la química probablemente ha analizado alrededor de 100 millones de estos.
El siguiente paso fue preguntarle al modelo de IA sobre el caso específico; SARS-Coronavirus-2 (SARS-CoV-2), el virus que ha generado la enfermedad COVID-19.
“Sabíamos que el SARS-CoV-2 tiene una proteína peptidasa, responsable de la replicación viral. Lo que siguió fue pedirle al modelo que generara nuevas moléculas pequeñas de novo con la capacidad de inhibir peptidasa y posiblemente unirse al objetivo con alta afinidad“, comentó Bulusu.
“Filtramos las sugerencias del modelo de IA y llegamos a un conjunto de 1.450 moléculas. De esas, inicialmente seleccionamos 31 que determinamos tienen la posibilidad de sintetizarse para pruebas adicionales“, explicó.
Si estas moléculas demuestran ser inhibidores de la peptidasa, podrán ser mejores aglutinantes que los inhibidores de peptidasa existentes bajo ensayos clínicos. Los resultados de esta investigación, reunidos por Bulusu, el Dr. Arijit Roy, el Dr. Navneet Bung y Sowmya Krishnan, han sido publicados con acceso abierto en “ChemRxiv”, el archivo de química preimpresión.
“El uso de IA ha acortado considerablemente el proceso inicial de diseño de medicamentos de varios meses a solo unos días“, agregó Bulusu.
Colaboración en el descubrimiento
Luego de la que la versión preimpresión de la investigación se hizo pública, el equipo de TCS empezó a trabajar en colaboración con el Consejo de Investigación Científico e Industrial de la India (CSIR), que acordó ceder sus laboratorios para las pruebas sintetizadas de estos 31 compuestos moleculares.
Queda mucho por hacer antes de que el proceso pueda pasar del diseño al descubrimiento y, finalmente, al desarrollo de estos medicamentos a escala.
Uno de los mayores desafíos que enfrenta la comunidad científica internacional en relación con la investigación de COVID-19 es que no todos tienen toda la información. Hay muchas piezas por unir. Además, el riesgo que implica aislar y contener el virus hace que las pruebas sean mucho más difíciles.
La ética científica de TCS ha sido trabajar en el descubrimiento y aprender de los resultados de cada experimento. En ese sentido, ningún esfuerzo de investigación científico es un ejercicio fallido.
“Tenemos que seguir intentándolo, seguir probando y seguir aprendiendo de cada experimento“, sentenció Bulusu.
Por ahora, el equipo de TCS R&I ha dado su primer pequeño paso hacia un ejercicio científico y colectivo a nivel mundial, enfocado firmemente en el gran descubrimiento de medicamentos que el mundo confinado espera ansiosamente.
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