Simularea cuantică conduce la progrese în dezvoltarea medicamentelor

În cadrul unui studiu inovator, cercetătorii au realizat prima simulare cuantică a sistemelor biologice la o scară necesară pentru a modela precis performanța medicamentelor. Utilizând capacitatea „exascale” a supercomputerului Frontier de la Oak Ridge Leadership Computing Facility în Tennessee, SUA, echipa de la Universitatea din Melbourne a dezvoltat un software revoluționar care poate prezice cu acuratețe reacțiile chimice și proprietățile fizice ale sistemelor moleculare ce cuprind până la sute de mii de atomi.
Studiul condus de Profesorul Asociat Giuseppe Barca de la Universitatea din Melbourne reprezintă o premieră în chimia computațională, stabilind un nou standard de precizie în predicția comportamentului molecular. Această realizare a fost posibilă prin colaborarea între experți în chimie, descoperirea de medicamente, mecanica cuantică și supercomputing, implicând Oak Ridge National Laboratory, compania de semiconductori AMD și startup-ul de tehnologie profundă QDX.

Capacitatea de simulare avansată permite observarea și înțelegerea sistemelor biomoleculare cu o detaliere fără precedent, esențială pentru îmbunătățirea evaluării medicamentelor tradiționale și pentru proiectarea de noi terapii care interacționează mai eficient cu sistemele biologice țintă. Profesorul Barca a subliniat că această tehnologie permite simularea comportamentului medicamentelor cu o acuratețe comparabilă cu experimentele fizice, observând nu doar mișcarea medicamentului, dar și proprietățile sale mecanice cuantice, cum ar fi ruperea și formarea de legături, în timp real într-un sistem biologic.

Simulările calculează afinitatea unei molecule de medicament pentru un anumit țintă, de exemplu, o proteină mutată genetic care cauzează boală. Algoritmii evaluează eficacitatea medicamentului prin calcularea intensității legăturii între medicament și țintă. Aceste simulări cuantice necesită integrarea mii de atomi în sistemul biologic modelat.

Dr. Jakub Kurzak de la AMD și Loong Wang, co-fondator și CEO al QDX, au subliniat importanța acestei tehnologii în accelerarea și îmbunătățirea descoperirii de medicamente, deschizând calea către tratamente inovatoare. Această tehnologie ar putea permite dezvoltarea mai rapidă și mai ieftină a medicamentelor noi, chiar și pentru boli care până acum au fost dificil de tratat.

În concluzie, acest studiu reprezintă un pas semnificativ înainte în utilizarea simulărilor cuantice pentru descoperirea de medicamente, deschizând noi posibilități pentru tratamentul bolilor printr-o înțelegere profundă a interacțiunilor la nivel molecular.

sursa: News Medical
foto: Prof. Giuseppe Barca, University of Melbourne