AI e chimica alleate per progettare nuovi farmaci

Creare nuovi farmaci in modo più veloce e mirato, anche per malattie rare o complesse. Un team di ricerca internazionale, delle Università di Pisa e di Bonn ha sviluppato un innovativo approccio per generare nuove molecole chimiche grazie all'intelligenza artificiale. Al centro dello studio pubblicato sull'European Journal of Medicinal Chemistry ci sono i cosiddetti "chemical language models", modelli linguistici ispirati a quelli usati nei chatbot come ChatGPT, capaci di leggere e scrivere il linguaggio molecolare.

"L'obiettivo - racconta il professore Tiziano Tuccinardi del Dipartimento di Farmacia dell'Atenao pisano - è quello di superare i limiti delle tecniche tradizionali nella progettazione di nuovi farmaci, generando in modo automatico molecole chimicamente corrette, strutturalmente originali e potenzialmente bioattive, a partire da frammenti".

Ricercatori e ricercatrici hanno addestrato tre modelli di IA per "tradurre" frammenti chimici (strutture centrali, gruppi sostituenti o combinazioni di entrambi) in nuove molecole a partire da enormi dataset di molecole bioattive.

"La ricerca rappresenta un salto qualitativo nell'uso dell'IA per la chimica e la farmacologia - continua Tuccinardi - aprendo la strada a una generazione automatica e intelligente di molecole, con impatti potenziali su sanità, industria e ricerca. Non si tratta solo di accelerare i processi, ma di immaginare strutture molecolari che la mente umana può difficilmente concepire".

"In linea con i principi di scienza aperta - conclude Tuccinardi - il codice sorgente e i dataset utilizzati nello studio sono stati resi pubblicamente disponibili, a beneficio della comunità scientifica. Ma soprattutto, il progetto segna un traguardo importante: da oggi, anche all'Università di Pisa, è possibile generare automaticamente nuove molecole bioattive, un passo concreto verso una progettazione molecolare più rapida, innovativa e accessibile".

Ha collaborato alla ricerca Lisa Piazza (nella foto con Tuccinardi), iscritta al Dottorato in Scienza del Farmaco e delle Sostanze Bioattive dell'Università di Pisa e componente del gruppo di Chimica Computazionale del professore Tuccinardi.