TOKIO, 22 de junio de 2021 - (JCN Newswire) - Fujitsu Japan Limited anunció hoy que iniciará un nuevo proyecto de investigación con un equipo de investigación dirigido por Takefumi Yamashita, profesor asociado del proyecto del Centro de Investigación de Ciencia y Tecnología Avanzadas (RCAST), el Universidad de Tokio utilizando la supercomputadora más rápida del mundo, Fugaku, que fue desarrollada conjuntamente por RIKEN y Fujitsu. La investigación aprovechará Fugaku para identificar compuestos inhibidores de moléculas pequeñas que pueden usarse como fármacos potenciales en tratamientos para COVID-19, así como para aclarar el mecanismo molecular por el cual se inhiben las infecciones por COVID-19, lo que lleva al desarrollo eventual de fármacos terapéuticos de moléculas pequeñas. . La investigación a gran escala comienza el 22 de junio de 2021 y continuará hasta marzo de 2022.
En su investigación conjunta, Fujitsu y RCAST aprovecharán la tecnología de descubrimiento de fármacos de TI con un enfoque en la tecnología de creación de compuestos inhibidores y la tecnología de simulación molecular que representa con precisión el estado de las moléculas, realizando cálculos en Fugaku para identificar compuestos inhibidores basados en el comportamiento dinámico de las proteínas virales. y predecir las propiedades de futuras mutaciones. Al utilizar Fugaku, se pueden acelerar las simulaciones moleculares para la formulación de proteínas virales y compuestos inhibidores, aclarando la complejidad de los estados de unión y las interacciones entre proteínas virales y compuestos inhibidores, con el objetivo de identificar compuestos inhibidores que pueden conducir a fármacos terapéuticos en una etapa temprana.
En el futuro, Fujitsu continuará aprovechando el poder de las supercomputadoras y las tecnologías de simulación molecular mientras se esfuerza por cumplir rápidamente la promesa de posibles terapias para COVID-19 con su investigación conjunta junto con el profesor asociado del proyecto RCAST Yamashita, contribuyendo a la realización de una sociedad en que todas las personas puedan vivir con tranquilidad.
Antecedentes
Desde 2011, Fujitsu ha participado en una investigación conjunta con RCAST sobre tecnologías de descubrimiento de fármacos de TI para crear compuestos de moléculas pequeñas candidatos para fármacos contra el cáncer y otras terapias. Si bien se han desarrollado con éxito varias vacunas de gran eficacia en respuesta a la propagación de la pandemia de COVID-19, el desarrollo de fármacos terapéuticos eficaces sigue siendo una prioridad importante. Sobre la base de los frutos de su investigación conjunta hasta la fecha en el campo de la tecnología de descubrimiento de medicamentos de TI, Fujitsu y RCAST han decidido embarcarse en un nuevo proyecto de investigación intensivo para identificar compuestos inhibidores que conducirán al desarrollo de nuevos medicamentos contra el coronavirus, aprovechando el incomparable poder de cómputo de Fugaku para contribuir a este objetivo.
Resumen de la investigación conjunta
Desde 2011, Fujitsu y RCAST han estado realizando investigaciones conjuntas sobre medicamentos de moléculas pequeñas que es muy probable que se tomen por vía oral, son químicamente sintetizables y tienen bajos costos de producción en comparación con los medicamentos en forma de péptidos, anticuerpos, ácidos nucleicos y drogas celulares. Con el objetivo de identificar compuestos inhibidores que lleven a desarrollar nuevos fármacos para el coronavirus que sean efectivos en pequeñas dosis y reduzcan el riesgo de efectos secundarios, se utilizará tecnología de simulación molecular que es el resultado de la investigación conjunta. Dado que es vital crear una estructura molecular que pueda unirse fuertemente a la proteína viral y controlar su actividad, la tecnología de simulación molecular y Fugaku se utilizarán ampliamente para tareas que incluyen la creación de modelos estructurales tridimensionales, aclarando los mecanismos moleculares de inhibición de infecciones. y predecir las propiedades de las cepas mutantes.
1. Aclaración del mecanismo molecular de inhibición de infecciones que conduce al desarrollo de fármacos terapéuticos.
Producir un modelo de estructura tridimensional de proteína viral y compuesto candidato para una estructura molecular inhibidora de infecciones.
Después de buscar regiones candidatas donde las moléculas pueden unirse a proteínas virales derivadas de un coronavirus, para cada región candidata, se usa la simulación de acoplamiento (1) para buscar las posiciones y orientaciones de compuestos inhibidores. El estado candidato en el que se unen las proteínas virales y los compuestos inhibidores se deriva para generar un modelo estructural tridimensional.
Rastree el comportamiento dinámico de la proteína viral y el compuesto molecular inhibidor basado en el modelo de estructura tridimensional generado, verifique el efecto en el cuerpo.
Para confirmar que una proteína viral y un compuesto inhibidor pueden existir de manera estable en un estado en el que están unidos incluso en un entorno cercano a las condiciones fisiológicas del cuerpo, se evalúa su comportamiento dinámico en un modelo de estructura tridimensional con una dinámica molecular. simulación (2). Con base en las imágenes microscópicas a nivel molecular obtenidas de estas simulaciones, se aclarará el mecanismo molecular de inhibición de infecciones con el asesoramiento académico del profesor asociado del proyecto RCAST Yamashita, y se obtendrá conocimiento sobre la interacción entre proteínas virales y compuestos inhibidores.
Con base en los hallazgos obtenidos aquí, Fujitsu identificará información que ofrece el potencial de mejoras en la estructura molecular de los fármacos y optimiza la estructura molecular para desarrollar rápidamente nuevos fármacos de moléculas pequeñas.
2. Ejecución de simulaciones para predecir el comportamiento y las propiedades de las cepas mutantes con el fin de realizar terapias eficaces para futuras mutaciones virales.
La predicción de propiedades de mutaciones se llevará a cabo con el objetivo de establecer un proceso que pueda conducir rápidamente al desarrollo de un fármaco específico para cepas mutantes del virus mediante la predicción de sus propiedades, incluso para nuevos tipos de coronavirus, mediante simulaciones.
Al mutar la secuencia de aminoácidos de una proteína viral y simular su comportamiento con Fugaku, es posible predecir cómo las mutaciones pueden afectar la estructura y función de las proteínas virales, así como la forma en que podrían interactuar con los compuestos inhibidores.
(1) Simulación de acoplamiento:
Técnica para predecir la estructura de un complejo de una proteína y una pequeña molécula que puede unirse a ella.
(2) Simulación de dinámica molecular:
Tecnología que calcula la cantidad de energía y los cambios en la forma de una sustancia calculando las fuerzas entre los átomos que forman una molécula a lo largo del tiempo. Debido a que la complejidad computacional aumenta exponencialmente con el número de átomos, se necesita una gran supercomputadora para manejar proteínas y otros materiales de alto peso molecular de una manera precisa que tenga en cuenta el entorno de vida.
Compromiso de Fujitsu con los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS)
Los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS) adoptados por las Naciones Unidas en 2015 representan un conjunto de objetivos comunes que deben alcanzarse en todo el mundo para 2030. El propósito de Fujitsu - "hacer que el mundo sea más sostenible mediante la creación de confianza en la sociedad a través de la innovación" - es una promesa de Contribuir a la visión de un futuro mejor empoderado por los ODS.
Sobre Fujitsu
Fujitsu es la empresa japonesa líder en tecnología de la información y la comunicación (TIC) que ofrece una gama completa de productos, soluciones y servicios tecnológicos. Aproximadamente 126,000 personas de Fujitsu brindan asistencia a clientes en más de 100 países. Utilizamos nuestra experiencia y el poder de las TIC para dar forma al futuro de la sociedad con nuestros clientes. Fujitsu Limited (TSE: 6702) informó ingresos consolidados de 3.6 billones de yenes (US $ 34 mil millones) para el año fiscal que terminó el 31 de marzo de 2021. Para obtener más información, visite www.fujitsu.com.
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