Nuove funzionalità per IBM RoboRXN, la piattaforma per aiutare la ricerca chimica a trovare farmaci e materiali del futuro

IBM ha presentato numerose novità per RoboRXN, la sua piattaforma che sfrutta l'intelligenza artificiale e la potenza di calcolo del cloud per aiutare aziende e ricercatori a scoprire nuove molecole e nuovi materiali. Le nuove funzionalità includono GreenCatRXN, che permette di trovare enzimi maggiormente ecosostenibili, e TuneRXN, che permette di ricercare e scoprire nuove molecole usando set di dati proprietari in maniera sicura in cloud.

RoboRXN diventa più "verde" e si apre all'uso di dati proprietari

Uno dei principali problemi nella ricerca chimica, in particolare nell'ambito farmacologico, è quello dei costi e dei tempi necessari per scoprire nuove molecole. In media servono quasi 10 anni e investimenti che arrivano fino a 100 milioni di dollari per identificare e produrre un nuovo materiale: numeri che fanno ben capire perché la ricerca di nuovi medicinali, ad esempio, richieda tanto tempo e possa essere svolta da poche realtà nel mondo. In altri termini, la ricerca di nuove molecole è difficile e i metodi che abbiamo a disposizione non sono significativamente migliori rispetto a quelli che avevamo mezzo secolo fa.

Il problema non è reso più semplice dalla vastità dello spazio in cui si opera: le possibili molecole sono nell'ordine di 10⁶⁰, mentre quelle scoperte finora sono appena nell'ordine di 10⁹ (ovvero nell'ordine dei miliardi). È quindi non solo possibile, ma perfino probabile che una molecola necessaria per arrivare a sintetizzarne una seconda con proprietà interessanti non sia ancora stata scoperta. Bisogna dunque ancora oggi procedere per tentativi e, di fatto, a tentoni (o poco più).

Avevamo già avuto modo di dare uno sguardo a RoboRXN: si tratta di un laboratorio chimico automatizzato e di una piattaforma software, chiamata RXN for Chemistry e costruita con il cloud di IBM, per automatizzare la ricerca e la scoperta di nuove molecole. Per spiegare in breve il suo funzionamento, i ricercatori di IBM hanno pensato che le reazioni chimiche non sono poi tanto differenti da una traduzione da una lingua a un'altra e hanno quindi creato una piattaforma di intelligenza artificiale che si occupa proprio di fare tale "traduzione" da reagenti a prodotti. IBM chiama questo sistema SMILES, da "simplified molecular input line entry system" (sistema semplificato di ingresso nella coda di input delle molecole).

Una volta che il sistema trova la giusta catena di reazioni per ottenere il prodotto desiderato è possibile utilizzare RoboRXN per automatizzare il processo di sintesi della molecola. È possibile anche effettuare il processo inverso, ovvero ricostruire le reazioni necessarie per arrivare a un dato prodotto a partire dai possibili reagenti.

GreenCatRXN è una nuova funzionalità che consente di ricercare enzimi maggiormente ecosostenibili e potenzialmente più economici. Un esempio di un enzima che permette di ottenere risparmi rispettando al contempo l'ambiente è la xylanase, usata nella produzione della carta al posto della candeggina per effettuare lo sbiancamento: l'enzima si rivela meno dispendioso e meno inquinante rispetto all'alternativa tradizionale.

Il motivo per cui questa tecnologia è stata sviluppata è che IBM afferma che le conoscenze necessarie per creare nuovi enzimi sono poco strutturate e che questo porta a dover procedere per tentativi in maniera tradizionale, con un dispendio di tempo e risorse notevole.

L'azienda ha anche annunciato che permetterà alle aziende clienti di utilizzare i propri set di dati per addestrare i modelli di IA, così che le aziende possano ottenere risultati in base alle molecole già parte delle loro ricerche. Il nuovo sistema, che prende il nome di TuneRXN, può essere utilizzato tanto sull'infrastruttura informatica dei clienti quanto nel cloud di IBM; in questo secondo caso, i dati sono separati rispetto a quelli delle altre aziende.

Vista la potenzialità di RoboRXN e di RXN for Chemistry in campo biomedico e farmacologico, IBM ha stretto degli accordi per l'uso di RoboRXN con Novartis, Arctoris, Atinary Technologies, Syngenta, Thieme Chemistry e Vertex. 

Ci vorrà probabilmente del tempo prima che si arrivi a dei risultati pratici, ma questa tecnologia di IBM appare estremamente promettente e in grado di risolvere molti dei problemi che affrontiamo oggi e che portano, ad esempio, ai costi molto elevati nello sviluppo dei farmaci oncologici. Un altro ambito interessante in cui sarà possibile applicare RXN for Chemistry e RoboRXN è la ricerca di materiali più ecosostenibili ed ecocompatibili. Il fattore cruciale resta il tempo, in particolare in questa fase della storia dell'Uomo: non resta, purtroppo, che aspettare e sperare in uno sviluppo rapido tanto di questa piattaforma, quanto di materiali in grado di aiutarci a salvare il Pianeta come lo conosciamo.