No ano passado, houve um aumento nas proteínas desenvolvidas pela IA que eventualmente será usada no tratamento de tudo, desde formas de cobra a câncer. O que normalmente levaria décadas para um cientista criar-uma proteína feita sob medida para uma doença específica-agora pode ser feita em segundos.
Pela primeira vez, os cientistas australianos usaram a inteligência synthetic (AI) para gerar uma proteína biológica pronta para uso, neste caso, que pode matar bactérias resistentes a antibióticas como E. coli.
Este estudo, publicado na Nature Communications, fornece uma nova maneira de combater a crescente crise causada por tremendous insetos resistentes a antibióticos. Ao usar a IA dessa maneira, a Australian Science agora se juntou a países como os EUA e a China, tendo desenvolvido plataformas de IA capazes de gerar rapidamente milhares de proteínas prontas para uso, abrindo caminho para o desenvolvimento de medicamentos mais rápido e acessível e diagnósticos que poderiam transformar pesquisas biomédicas e atendimento ao paciente.
O artigo da Nature Communications é co-liderado pelo Dr. Rhys Grinter e pelo Professor Associado Gavin Knott, um bolsista de medicina de neve, que lidera o novo Programa de Design de Proteínas da AI com nós no Instituto BIO21 da Universidade de Melbourne e Monash Biomedicine Discovery Institute.
De acordo com o Dr. Grinter e A/Prof. Knott, a plataforma de design de proteínas da IA usada neste trabalho é a primeira na Austrália que modela o trabalho realizado por David Baker (que ganhou o Prêmio Nobel de Química no ano passado) desenvolvendo uma abordagem de ponta a ponta que poderia criar uma ampla gama de proteínas. “Essas proteínas estão agora sendo desenvolvidas como produtos farmacêuticos, vacinas, nanomateriais e pequenos sensores, com muitas outras aplicações ainda a serem testadas”, disse o professor associado Knott.
Para este estudo, a plataforma de design de proteínas da AI usou ferramentas de design de proteínas orientadas a IA que estão disponíveis gratuitamente para cientistas em todos os lugares. “É importante democratizar o design de proteínas para que o mundo inteiro tenha a capacidade de alavancar essas ferramentas”, disse Daniel Fox, o aluno de doutorado que realizou a maior parte do trabalho experimental para o estudo. “Usando essas ferramentas e aqueles que estamos desenvolvendo internamente, podemos projetar proteínas para ligar um native ou ligante específico, como inibidores, agonistas ou antagonistas, ou enzimas projetadas com atividade e estabilidade aprimoradas”.
Segundo o Dr. Grinter, atualmente as proteínas usadas no tratamento de doenças como câncer ou infecções são derivadas da natureza e reaproveitadas por meio de design racional ou evolução e seleção in vitro. “Esses novos métodos em aprendizado profundo permitem o design eficiente de novo de proteínas com características e funções específicas, diminuindo o custo e acelerando o desenvolvimento de novos ligantes de proteínas e enzimas projetadas”, disse ele.
Desde o trabalho de David Baker, novas ferramentas e software program estão sendo desenvolvidos, como Bindcraft e Chai, que foram incorporados a uma plataforma de design de proteínas AI co-liderada pelo Dr. Grinter e A/Prof. Knott ..
O professor John Carroll, diretor do Monash Biomedicine Discovery Institute, disse que o novo programa de design de proteínas da AI traz a Austrália “bem a acelerar nessa nova e emocionante modalidade para projetar novas ferramentas de terapêutica e pesquisa. É uma prova de que é uma capacidade de construção do scratch”.
“O programa, baseado na Monash College e na Universidade de Melbourne, é administrado por uma equipe de biólogos estruturais talentosos e cientistas da computação que entendem o processo de design de ponta a ponta. Esse conhecimento profundo da estrutura de proteínas e aprendizado de máquina nos torna um programa altamente ágil capaz de integrar regularmente as ferramentas de ponta na AI-Proteínas Design”, disse o Career Career.
