A Insilico obteve 99% de economia com a descoberta de candidatos a fármacos com a AWS

O processo de desenvolvimento de fármacos é, ao mesmo tempo, trabalhoso e urgente. Em 2010, esse processo levava cerca de 4,5 anos e custava, em média, USD 674 milhões para que um único fármaco fosse submetido à hipótese de validação de candidatura. Esses números aumentaram consistentemente na década passada. Cada etapa apresenta desafios específicos que requerem o conhecimento de especialistas. Em alguns casos, isso pode tornar o processo fragmentado e ineficiente.

Para ajudar as empresas biofarmacêuticas e biotecnológicas a otimizar e acelerar a implementação de descoberta e desenvolvimento de medicamentos, a Insilico Medicine desenvolveu um robusto pacote de ferramentas de machine learning (ML) para assistir na identificação do fármaco, no design molecular e na otimização.

O mecanismo de descoberta de fármacos da Insilico, criado na Amazon Web Services (AWS), está no centro do portfólio da empresa. O mecanismo utiliza milhões de amostras de dados, de diversos tipos, para descobrir biomarcadores de doenças, identificar os candidatos mais promissores e desenvolver novos moduladores micromoleculares específicos do fármaco em estudo. As divisões da Insilico alavancaram as capacidades de inteligência artificial (IA) e ML para realizar essas análises e prestar suporte em todas as etapas da pesquisa farmacêutica e processos de desenvolvimento.

Foram desenvolvidas ferramentas baseadas em ML amplamente acessíveis para a indústria farmacêutica através do pacote de plataformas de software-as-a-service (SaaS – Software como serviço), inclusive a PandaOmics para a identificação acelerada de possíveis fármacos-alvo e a Chemistry42, que alavanca dados experimentais, algoritmos de ML e métodos com base na física para desenvolver e otimizar novos compostos. A Insilico validou essas plataformas com seus próprios canais de fármacos internos para demonstrar o custo real e economias de tempo.

“Por meio de nossas plataformas PandaOmics e Chemistry42 criadas na AWS, encontramos um candidato a fármaco contra fibrose, através do processo de descoberta, para compor a validação em menos de 18 meses e por apenas USD 2,6 milhões”, disse Petrina Kamya, Ph.D., diretora de desenvolvimento de negócios globais da Chemistry42.

Requisitos extremamente altos de unidades de processamento gráfico (GPU) são necessários, devido ao volume de dados experimentais e metódicos processados pelas plataformas da Insilico. A empresa procurou a AWS em busca da flexibilidade e da escalabilidade necessárias disponíveis sob demanda. Tanto a PandaOmics quanto a Chemistry42 são executadas no Amazon Elastic Compute Cloud (Amazon EC2), um serviço da Web que disponibiliza capacidade computacional segura e redimensionável em nuvem.

“A AWS fornece o poder computacional de que precisamos”, disse Qingsong Zhu, Ph.D., diretor chefe de operações da Insilico. “Como uma startup, isso foi primordial para que pudéssemos acessar servidores poderosos sem a necessidade de manter grandes clusters computacionais on-premises nós mesmos”.

Sediada em Hong Kong, a Insilico tem mais de 150 colaboradores em todo o mundo. Como resultado, a arquitetura da plataforma precisou ser escalável e facilmente acessível. Isso foi conquistado pela Insilico ao hospedar dados relevantes em nuvem através do Amazon Simple Storage Service (Amazon S3), um serviço de armazenamento de objetos. “Apesar de ainda sermos uma startup, temos uma equipe em todo o mundo, e a AWS nos possibilitou coordenar nossa equipe internacionalmente sem que nos preocupemos com a localização de nossos servidores”, disse Zhu.

“O uso da AWS nos permitiu aumentar a escala verticalmente de maneira fácil os nossos negócios e facilitou a colaboração internacional”, disse Kamya. Este elemento colaborativo se provou particularmente útil para o projeto de COVID-19 da empresa, que envolveu o desenvolvimento de principais compostos no tratamento do SARS-CoV-2. Esses compostos estão prestes a possibilitar estudos que permitiriam o envio de aplicação de um “Investigational New Drug” (IND – Novo Fármaco Experimental) pela Insilico para os EUA. Food and Drug Administration (FDA).

Cada plataforma da Insilico acelera uma parte específica do processo de desenvolvimento de fármacos. Contudo, quando interconectadas, elas podem economizar tempo ao eliminar gargalos. A facilidade de uso das plataformas democratiza o acesso a dados bioinformáticos sofisticados, simplificando o uso de diferentes partes das mesmas ferramentas e coordenando análises.

“Se você é um biólogo, não precisa ter medo da bioinformática. Se você é um químico, não precisa ter medo de usar ferramentas computacionais”, disse Kamya. “Foi importante para nós da Insilico criarmos uma plataforma simples e fácil de usar, fornecendo resultados confiáveis independentemente da experiência científica. Queremos democratizar o uso de IA para a descoberta de fármacos e aumentar a interoperabilidade de diferentes departamentos da indústria farmacêutica”.

Futuramente, a Insilico Medicine planeja se envolver mais nas etapas posteriores da pesquisa e nos processos de desenvolvimento de fármacos. A empresa pretende incorporar ainda mais ferramentas da AWS para possibilitar o crescimento e maximizar o potencial da IA para revolucionar a indústria farmacêutica.

Veja como a AWS está trabalhando com outras empresas biofarmacêuticas e de ciências biológicas para impulsionar a descoberta e inovação.