پرده‌برداری از سامانه محاسبات کوانتومی جدید در چین می‌تواند آینده طراحی دارو را متحول کند
محققان چینی سامانه‌ای برای محاسبات کوانتومی در کشف داروها طراحی کرده‌اند که می‌تواند این فناوری را از حالت مفهومی به کاربرد عملی در طراحی داروها منتقل کند.
با ترکیب شبیه‌سازی‌ها و محاسبات، این سامانه می‌تواند چالش‌های مختلفی مانند تعاملات دارو-هدف، پیوندها و انرژی مورد نیاز برای شکستن پیوندها در داروها را بررسی کند، "روزنامه صبح جنوب چین" گزارش داد.
محاسبات کوانتومی، که به خاطر توان محاسباتی پیشرفته‌اش شناخته شده است، می‌تواند بسیاری از زمینه‌های علمی از جمله داروسازی را متحول کند.
پتانسیل سامانه محاسبات کوانتومی برای یکپارچه‌سازی در طراحی داروی واقعی
با این حال، کاربرد آن در کشف دارو بیشتر محدود به مطالعات اثبات مفهومی بوده است که اغلب پیچیدگی‌های توسعه واقعی دارو را نادیده می‌گیرد.
محققان از آزمایشگاه کوانتوم تنسنت، دانشگاه داروسازی چین و بیوتکنولوژی AceMapAI جزئیات سامانه را در مقاله‌ای که هفته گذشته در مجله بررسی‌شده علمی منتشر شده است، ارائه دادند.
"این کار به عنوان تلاش پیشگامانه‌ای برای ارزیابی محاسبات کوانتومی در مواجهه با سناریوهای واقعی طراحی دارو، به ویژه مشکل پیوند کووالانسی که در هر دو مطالعه موردی موجود است، عمل می‌کند و از مدل‌های نظری به کاربردهای ملموس منتقل می‌شود،" نویسندگان در چکیده گفتند.
"نتایج ما نشان می‌دهد که پتانسیلی برای یک سامانه محاسبه کوانتومی جهت یکپارچه‌سازی در سیستم‌های طراحی داروی واقعی وجود دارد."
افزایش هزینه‌های شیمی محاسباتی کلاسیک
محققان خاطر نشان کرده‌اند که روش‌های کلاسیک در شیمی محاسباتی ذاتاً دقیق نیستند و هزینه‌های مرتبط با آنها با افزایش نیازهای محاسباتی افزایش می‌یابد.
بنابراین، روش آنها بر کاربرد محاسبات کوانتومی در کشف دارو و پیشبرد آن به سوی سیستمی مقیاس‌پذیر بیشتر تأکید دارد. آنها یک سامانه محاسبات کوانتومی همه‌کاره برای حل دو وظیفه محوری در کشف دارو ساخته‌اند: تعیین دقیقی از پروفیل‌های انرژی آزاد گیبس برای فعال‌سازی پرودارو که شامل شکستن پیوند کووالانسی است و شبیه‌سازی دقیق تعاملات پیوند کووالانسی.
پروداروها نقش حیاتی در تحقیقات داروی مدرن دارند زیرا آنها تنها در مناطق خاصی از بدن فعال می‌شوند، عوارض جانبی را کاهش می‌دهند و به درمان‌های ایمن‌تر و مؤثرتر منجر می‌شوند. یکی از استراتژی‌های فعال‌سازی این داروها شامل شکستن پیوندهای کربن-کربن است. تیم تأکید می‌کند که محاسبه مانع انرژی برای این فرایند بسیار مهم است، زیرا تعیین می‌کند آیا این فرایند می‌تواند به طور خودبه‌خودی در بدن رخ دهد یا نه. برای آزمایش سامانه محاسبات کوانتومی خود، محققان به بررسی پرودارو ضد سرطانی بتا-لاپاچون پرداختند.
آنها نتایج محاسبات کوانتومی خود را با مطالعه‌ای در سال ۲۰۲۲ که از محاسبات کلاسیک و آزمایش‌های آزمایشگاهی برای تعیین مانع انرژی استفاده کرده بود، مقایسه کردند. تحلیل کوانتومی با نتایج قبلی همخوانی داشت و نشان داد که دارو می‌تواند به طور خودبه‌خودی در موجودات زیستی واکنش نشان دهد.
محاسبات کوانتومی تسهیل شده برای کارشناسان طراحی دارو
طبق گفته محققان، این ابزار برای کارشناسان طراحی دارو که زمینه‌ای در محاسبات کوانتومی ندارند، قابل دسترسی است.
"با دموکراتیزه کردن دسترسی به این سامانه پیشرفته، زمینه را برای همکاری‌های گسترده‌تر در جامعه علمی فراهم می‌کنیم و بدین وسیله ترجمه قدرت محاسبات کوانتومی به نتایج درمانی ملموس را تسریع می‌کنیم،" محققان بیان کردند.
با این حال، آنها همچنین خاطر نشان کردند که کار بیشتری برای بهبود دقت روش‌های محاسبات کوانتومی در کشف دارو لازم است و چالش‌هایی شامل محدودیت‌های کنونی کامپیوترهای کوانتومی مانند زمان‌های طولانی محاسبات و احتمال خطاها وجود دارد.
