Νέα

Η κβαντική προσομοίωση βιολογικών συστημάτων επιτυγχάνει την ακριβή πρόβλεψη της μοριακής συμπεριφοράς για πρώτη φορά, βοηθώντας στην ανάπτυξη νέων φαρμάκων

2024-08-06

한어Русский языкEnglishFrançaisIndonesianSanskrit日本語DeutschPortuguêsΕλληνικάespañolItalianoSuomalainenLatina

Σύμφωνα με την επίσημη ιστοσελίδα του Πανεπιστημίου της Μελβούρνης στην Αυστραλία, μια ομάδα με επικεφαλής τον αναπληρωτή καθηγητή Giuseppe Baca, τον θεωρητικό και ειδικό υπολογιστών υψηλών επιδόσεων στο σχολείο, πέτυχε την πρώτη κβαντική προσομοίωση ενός βιολογικού συστήματος σε μια κλίμακα αρκετά μεγάλη για να προσομοιώνουν με ακρίβεια την απόδοση του φαρμάκου. Η ομάδα χρησιμοποίησε την υπολογιστική ισχύ των υπερυπολογιστών αιχμής στις Ηνωμένες Πολιτείες για να αναπτύξει νέο λογισμικό που μπορεί να προβλέψει με ακρίβεια τις χημικές αντιδράσεις και τις φυσικές ιδιότητες μοριακών συστημάτων που αποτελούνται από εκατοντάδες χιλιάδες άτομα, παρέχοντας εξαιρετικά ακριβείς προβλέψεις μοριακών συμπεριφορά και παροχή Η Υπολογιστική χημεία θέτει νέα σημεία αναφοράς.

Το έργο συγκεντρώνει τεχνογνωσία στη χημεία, την ανακάλυψη φαρμάκων, την κβαντική μηχανική και τους υπερυπολογιστές και είναι μια συνεργασία μεταξύ του Εθνικού Εργαστηρίου Oak Ridge, της AMD και της startup τεχνολογίας QDX.

Αυτή η καινοτόμος έρευνα διήρκεσε περισσότερα από 4 χρόνια και για πρώτη φορά πέτυχε τη μελέτη συστημάτων σε επίπεδο βιομορίου με ακρίβεια κβαντικού επιπέδου.Αυτή η ικανότητα προσομοίωσης επιτρέπει στους επιστήμονες να παρατηρούν και να κατανοούν αυτά τα συστήματα με άνευ προηγουμένου λεπτομέρεια και είναι κρίσιμη για τη βελτίωση της αξιολόγησης των παραδοσιακών φαρμάκων και το σχεδιασμό νέων θεραπειών που αλληλεπιδρούν πιο αποτελεσματικά με τα βιολογικά συστήματα-στόχους.

Αυτή η ανακάλυψη επιτρέπει στους επιστήμονες να προσομοιώνουν τη συμπεριφορά των φαρμάκων με ακρίβεια συγκρίσιμη με τα φυσικά πειράματα. Οι επιστήμονες μπορούν πλέον να παρατηρούν όχι μόνο την κίνηση των φαρμάκων αλλά και τις κβαντομηχανικές τους ιδιότητες, όπως το σπάσιμο και το σχηματισμό δεσμών, καθώς αλλάζουν με την πάροδο του χρόνου στα βιολογικά συστήματα. Αυτό είναι κρίσιμο για την αξιολόγηση της βιωσιμότητας του φαρμάκου και το σχεδιασμό νέων θεραπειών.

Επί του παρόντος, περισσότερο από το 80% των πρωτεϊνών που προκαλούν ασθένειες δεν έχουν γνωστή φαρμακευτική θεραπεία. Η προηγμένη κβαντική μηχανική και οι υπολογιστές υψηλής απόδοσης έχουν διευρύνει το σύνολο υπολογιστικών εργαλείων για την ανακάλυψη φαρμάκων, παρέχοντας πρωτοφανή ταχύτητα και ακρίβεια σε βιολογικά σχετικές κλίμακες. Είναι σημαντικό ότι παρέχουν επίσης γνώσεις και δυνατότητες που προηγουμένως δεν ήταν εφικτές από την παραδοσιακή υπολογιστική χημεία, ανοίγοντας νέους τρόπους για τη ρύθμιση των θεραπευτικών στόχων και διευρύνοντας τον αριθμό των ασθενειών-στόχων που μπορούν να αντιμετωπιστούν αποτελεσματικά.

Νέα έρευνα μεταφράζει τις πρωτοποριακές επιστημονικές εξελίξεις σε ισχυρές και φιλικές προς τον χρήστη πλατφόρμες που επιταχύνουν και ενισχύουν τη διαδικασία ανακάλυψης φαρμάκων, ανοίγοντας την πόρτα σε καινοτόμες θεραπείες.

Η προσομοίωση συστημάτων σε επίπεδο βιομορίου με ακρίβεια κβαντικού επιπέδου και η ακριβής πρόβλεψη των χημικών αντιδράσεων και των φυσικών ιδιοτήτων των μοριακών συστημάτων είναι μια σημαντική ανακάλυψη για την έρευνα και την ανάπτυξη νέων φαρμάκων. Σε γενικές γραμμές, χρειάζονται περισσότερα από δέκα χρόνια ή και δεκαετίες για να εγκριθεί ένα νέο φάρμακο και να διατεθεί στην αγορά από την ανακάλυψη έως την έγκριση. Οι άνθρωποι αναζητούσαν πιο αποτελεσματικά εργαλεία έρευνας και ανάπτυξης φαρμάκων για να μειώσουν τους κινδύνους της έρευνας και ανάπτυξης νέων φαρμάκων και να βελτιώσουν την αποτελεσματικότητα της έρευνας και ανάπτυξης φαρμάκων. Αυτή τη φορά, αυτή η έρευνα που ανοίγει την αλυσίδα από τη βασική έρευνα στην εφαρμογή στην αγορά ανοίγει την πόρτα σε καινοτόμες θεραπείες. Μπορεί να μας προσφέρει πιο ευφάνταστες θεραπευτικές επιλογές και ίσως το κλειδί για να ξεπεράσουμε τις δύσκολες στη θεραπεία ασθένειες βρίσκεται σε αυτές τις κβαντικές προσομοιώσεις. (Zhang Mengran)