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DELOS   

   

La ricerca farmaceutica richiede tempi sempre più lunghi e risorse economiche sempre più ingenti. Ciò è essenzialmente dovuto al fatto che da un numero elevatissimo di possibili composti candidati, solo pochissimi sono quelli che effettivamente superano tutti i test necessari e vengono poi immessi sul mercato. La bioinformatica offre un aiuto alla soluzione di questi problemi, in quanto l’approccio Hight Througput Screeening può essere completamente sostituito da un approccio di Virtual HTS (VHTS). Concorrono a definire le tecniche di VHTS metodologie bioinformatiche, di simulazioni di sistemi complessi e di chimica computazionale. I vantaggi offerti da un approccio VHTS si possono brevemente riassumere come segue:

a.    il numero di molecole generate ed analizzate nell’unità di tempo dipende solo dalla potenza di calcolo impiegata.

b.    il costo di investimento in piattaforme di calcolo avanzato è di almeno un ordine di grandezza inferiore di quello richiesto da impianti HTS sperimentali.

In questo contesto generale si inserisce il progetto DELOS che mira a realizzare una piattaforma bioinformatica integrata (harware-software) che copre l’intero paradigma del Rational Drug-Design (RDD

Delos S.r.l. lavora nel campo della ricerca farmaceutica, in particolare l’identificazione di target proteici, l’ottimizzazione delle strutture e la progettazione di nuove molecole che poi saranno sperimentalmente testate. Inoltre Delos S.r.l. si occupa di sviluppo di prodotti software che incorporano conoscenze di biologia e informatica. Delos srl ha creato la piattaforma DELOS i cui aspetti innovativi e i vantaggi si possono brevemente riassumere come segue. Innanzitutto, il numero di molecole generate ed analizzate da DELOS nell’unità di tempo dipende esclusivamente dalla potenza di calcolo impiegata.

Il costo di investimento in piattaforme di calcolo avanzato è di almeno un ordine di grandezza più piccolo di quello richiesto da impianti HTS sperimentali. Inoltre, la tecnologia HTS basata su chimica combinatoriale in silico richiede, per poter raggiungere efficienza di screening, che tutte le reazioni chimiche impiegate siano semplici e cineticamente molto veloci, per tutti i composti che costituiscono la libreria.

La tecnica VHTS condotta con l’impiego di supercomputer consente di effettuare una prima selezione delle molecole potenzialmente interessanti su un numero di casi estremamente grande, in modo rapido, a basso costo, fornendo indicazioni interpretative di applicabilità generale.

Tra le varie fasi del processo di sviluppo di un farmaco, DELOS si rivolge alla fase di Discovery, permettendo un consistente abbattimento dei costi e soprattutto dei tempi di immissione sul mercato.

La piattaforma DELOS è stata progettata come strumento per la generazione di lead compounds farmaceutici, capace di operare su librerie di grandi dimensioni e su sistemi di calcolo parallelo. L’analisi del mercato attuale della farmaceutica italiana suggerisce inoltre che DELOS possa e debba espandersi anche dowstream, per affrontare problematiche relative all’ottimizzazione dei lead coumpounds sulla base di dati ADMET sperimentali e/o modellizzati con approcci di machine learning.

DELOS è formato da diversi moduli: uno per l’individuazione e lo studio delle cavità all’interno delle proteine; uno per la progettazione di librerie virtuali; un modulo di docking; un modulo di machine learning per la predizione dell’energia di docking; alcuni moduli ADMET che permettono di valutare parametri farmaco-cinetici delle molecole in esame; infine un modulo di analisi statistica dei risultati.

Questo software si svilupperà in tre diverse versioni:

DELOS base: Software per la progettazione razionale di farmaci funzionante su una macchina stand-alone, ovvero con un solo processore. Con questa tipologia di software si possono gestire numeri ridotti di molecole, dell’ordine di un centinaio

DELOS enterprise: Versione parallela di DELOS permette di lavorare con migliaia di molecole

DELOS advanced: Versione parallela del software DELOS con in più la piattaforma hardware adeguata.