El laboratori de Bioinformàtica Estructural i Biologia de Xarxes -que lidera l’investigador ICREA Dr. Patrick Aloy a l’Institut de Recerca Biomèdica (IRB Barcelona), ubicat al PCB- ha completat la informació de bioactivitat d’un milió de molècules mitjançant l’ús de models computacionals d’aprenentatge automàtic profund (deep machine learning). A més, ha fet pública una eina per a predir l’activitat biològica de qualsevol molècula, fins i tot quan no existeixen dades experimentals disponibles. El treball s’ha publicat en la revista Nature Communications.

Aquesta nova metodologia es basa en el Chemical Checker, la major base de dades de perfils de bioactivitat per a pseudofàrmacs fins avui, desenvolupada pel mateix laboratori i publicada en 2020. El Chemical Checker recull informació de 25 espais de bioactivitat per a cada molècula, que tenen a veure amb la seva estructura química, les dianes amb les quals interacciona o els canvis que indueix a nivell clínic o cel·lular. No obstant això, aquesta informació tan detallada sobre el mecanisme d’acció és incompleta per a la majoria de molècules. És a dir, per a una d’elles pot haver-hi informació d’un o dos espais de bioactivitat, però no dels 25 possibles.

Amb aquest nou desenvolupament, els investigadors integren tota la informació experimental disponible amb mètodes d’aprenentatge automàtic profund, de manera que es poden completar tots els perfils d’activitat, des de la química fins a la clínica, per a totes les molècules.

“La nova eina també ens permet pronosticar els espais de bioactivitat de qualsevol molècula nova, i això és crucial en el procés de descobriment de fàrmacs, ja que podem fer una selecció dels candidats més adequats i descartar aquells que, per una raó o l’altra, no funcionarien”, explica el Dr. Patrick Aloy.

La biblioteca de programari és de lliure accés, està disponible per a la comunitat científica en bioactivitysignatures.org, i serà actualitzada periòdicament pels investigadors, a mesura que es disposi de més dades d’activitat biològica. Amb cada actualització de dades experimentals en el Chemical Checker, les xarxes neuronals artificials s’actualitzaran també per a anar perfeccionant les estimacions.

» Més informació: web de l’IRB Barcelona [+]