I ricercatori dell'Università del Texas (UT) hanno sfruttato il potere dell'intelligenza artificiale (AI) per rivoluzionare la produzione di un farmaco cruciale nel trattamento dei sintomi dell'Alzheimer e della demenza. Il loro studio rivoluzionario, pubblicato il 7 marzo, svela strumenti basati sull’intelligenza artificiale progettati per accelerare il processo di produzione della galantamina, un composto essenziale derivato dai narcisi.
Processo di fermentazione alimentato dall'intelligenza artificiale
Guidato da Simon d'Oelsnitz, un ex ricercatore post-dottorato dell'UT ora alla Harvard Medical School, il gruppo di ricerca mirava a semplificare il processo di estrazione della galantamina dai narcisi, laborioso e dipendente dalla resa. D'Oelsnitz paragonò l'impresa alla fermentazione della birra, immaginando un mezzo di produzione più sicuro ed economico. Sfruttando strumenti di intelligenza artificiale e biosensori, il team ha intrapreso la progettazione di microbi per fermentare il farmaco, segnando un significativo allontanamento dai metodi di estrazione tradizionali.
Daniel Diaz, uno scienziato post-dottorato dell'UT che guida il gruppo Deep Proteins presso l'Institute for Foundations of Machine Learning, ha guidato lo sviluppo di MutComputeX, un sistema di intelligenza artificiale su misura per identificare mutazioni proteiche in grado di triplicare il tasso di produzione di galantamina. L'approccio innovativo di Diaz prevede l'isolamento delle proteine dai narcisi responsabili della sintesi del farmaco e dell'imitazione delle loro funzioni in un ambiente di laboratorio.
L'ingegneria delle proteine svelata
Utilizzando una tecnica di ingegneria proteica, Diaz ha chiarito le mutazioni cruciali all'interno delle proteine del narciso che favoriscono la produzione di galantamina. Tracciando parallelismi con una funzione matematica, Diaz ha spiegato il processo basato sull’intelligenza artificiale come simile alla soluzione di y=f(x), in cui le proteine agiscono come variabili indipendenti (x) e la produzione di galantamina come variabili dipendenti (y). Questa metodologia chiarisce come le mutazioni proteiche catalizzano la sintesi della galantamina, aprendo la strada a una replica efficiente in ambienti di laboratorio.
Sebbene esistano metodi sintetici per la produzione di galantamina, sono proibitivi. L'estrazione del composto dai narcisi offre un'alternativa economicamente più fattibile, anche se vincolata dai cicli di crescita della pianta, esacerbati dai cambiamenti climatici. D'Oelsnitz ha sottolineato l'urgenza della loro ricerca alla luce di queste sfide, evidenziando il potenziale delle tecniche di fermentazione guidate dall'intelligenza artificiale per mitigare i vincoli di produzione e affrontare la crescente domanda di farmaci per l'Alzheimer.
I ricercatori dell'UT hanno tracciato un percorso per migliorare la produzione di farmaci per l'Alzheimer attraverso l'innovazione guidata dall'intelligenza artificiale. Sfruttando metodi computazionali avanzati e tecniche di ingegneria proteica, non solo hanno ottimizzato la produzione di galantamina, ma hanno anche gettato le basi per futuri progressi nella bioingegneria. Man mano che cresce la consapevolezza del potenziale dell’intelligenza artificiale nella produzione farmaceutica, la comunità della bioingegneria è pronta a trarre vantaggio da queste tecnologie trasformative.
Con questo studio innovativo, i ricercatori dell'UT non solo hanno accelerato la produzione di farmaci per l'Alzheimer, ma hanno anche creato un precedente per sfruttare l'intelligenza artificiale nella produzione farmaceutica. Mentre il settore continua ad evolversi, l’integrazione di soluzioni basate sull’intelligenza artificiale promette di rivoluzionare i processi di sviluppo e produzione dei farmaci, offrendo speranza per trattamenti più accessibili ed economicamente vantaggiosi per le malattie neurodegenerative.