Routes voor het maken van levensreddende medicijnen en andere farmaceutische verbindingen behoren tot de meest zorgvuldig beschermde handelsgeheimen in de wereldwijde industrie. Voortbouwend op recente werkprogrammeercomputers om synthetische paden te identificeren die leiden tot farmaceutisch complexe moleculen, onderzoekers in Polen en Zuid-Korea hebben geautomatiseerde methoden onthuld om alleen synthetische strategieën voor te stellen die door octrooien beschermde aspecten van essentiële medicijnen omzeilen. Hun werk verschijnt 17 januari in het tijdschrift Chemo .

“Toen we aan dit project begonnen, Ik was enigszins sceptisch dat de machine levensvatbare synthetische alternatieven zou vinden - per slot van rekening dit zijn blockbuster-medicijnen die miljarden dollars waard zijn, en ik was er zeker van dat de respectieve bedrijven de octrooiruimte zo dicht hadden afgedekt dat er geen mazen meer waren, " zegt senior auteur Bartosz Grzybowski, een professor in de chemie aan het Ulsan National Institute of Science and Technology (Zuid-Korea) en de Polish Academy of Sciences en de hoofdontwikkelaar van de organische synthesesoftware Chemica. "Het blijkt dat de mazen er zijn, en we kunnen nieuwe retrosynthetische routes vinden die de patenten volledig omzeilen."

Die farmaceutische patenten beschermen het intellectuele eigendom van het bedrijf en voorkomen tegelijkertijd dat concurrerende bedrijven bepaalde belangrijke synthetische oplossingen gebruiken - die nauwgezet door experimenten zijn ontwikkeld om de opbrengst te maximaliseren, verhoog de zuiverheid, en kosten te verlagen - wanneer u probeert de gewenste verbindingen te produceren. Om tot levensvatbare ongepatenteerde opties te komen, de onderzoekers "bevroren" uitdagende delen van elk doelmolecuul, de computer dwingen om onconventionele maar chemisch plausibele benaderingen te vervangen op basis van mechanistische regels. Ze testten hun systeem uit op drie opmerkelijke commerciële medicijnen met verschillende chemische hindernissen:linezolid, een antibioticum als laatste redmiddel; sitagliptine, een antidiabetisch medicijn; en panobinostat, een multipel myeloom behandeling.

In ieder geval, wanneer toegestaan ​​om te draaien zonder beperkingen, het programma beval de commerciële syntheses aan. Maar toen zelfs maar een paar atomen en bindingen als onaantastbaar werden bestempeld, het innoveerde door de bestaande functies van Chemica toe te passen om nieuwe plannen voor te stellen die de reeds gepatenteerde plannen netjes vermeden. "Door algoritmisch de belangrijkste bindingen te lokaliseren waarop patenten scharnieren en ze te verspreiden in de retrosynthetische bomen van Chemica, we kunnen synthetische oplossingen genereren uit alternatieve maar economische uitgangsmaterialen, een echt praktisch effect bereiken, ' zegt Grzybowski.

Chemica's vermogen om octrooien te ontwijken zou ook de manier kunnen veranderen waarop scheikundigen omgaan met intellectueel eigendom en octrooirecht. Bijvoorbeeld, machinaal ondersteunde zoekopdrachten kunnen worden gebruikt om veel verschillende delen van een doelmolecuul te beperken, radicaal verschillende syntheses op één hoop gooien in één luchtdicht patent. Volgens Grzybowski, echter, zo'n patent zou niet per se voor altijd zonder mazen blijven, dankzij de waarschijnlijke toekomstige experimentele ontdekking van nieuwe reacties die chemische kennis vooruit stuwen door gezonde concurrentie.

Algemeen, de onderzoekers hopen dat hun software farmaceutische bedrijven zal helpen hun intellectuele eigendom beter te beschermen en, tegelijkertijd, zal helpen om onderzoek en ontwikkeling in de organische chemie te versnellen door synthetische routes aan te bieden die afwijken van de standaardbenaderingen. "Dit werk illustreert de voordelen van het stimuleren van chemici om algoritmisch te denken en het vragen van computerwetenschappers om belangrijke chemische concepten te begrijpen, het leveren van chemische kunstmatige-intelligentieresultaten die er toe doen buiten de academische wereld, " voegt co-auteur Piotr Dittwald toe, een research fellow met een opleiding in wiskunde en informatica.