LIFEARC

LifeArc og VR: Sådan booster medicinske forskere lægemiddeldesign med datadrevet VR

Find ud af, hvordan oprettelse af molekylære 3D-modeller i VR forbedrede lægemiddeldesign markant for sundhedsforskerne hos LifeArc.

Udfordringen

Traditionelt lægemiddeldesign og samarbejde blandt kemikere, som foregår ved personlige samtaler og whiteboardsessioner, har væsentlige begrænsninger på grund af den tredimensionelle natur.

Forståelsen af grundlæggende 3D-interaktioner mellem lægemiddelkandidater og deres proteinmål samt de komplekse data, der er afgørende for at guide designprocessen, er ofte begrænset og utilgængelig i idéfasen, hvilket betyder, at kemikerne må forlade sig på intuition og hukommelse.

For at håndtere denne udfordring har kemikere længe udforsket brugen af diagrammer i 3D-perspektiv eller ligefrem brugt fysiske "legetøjs"-modeller af molekyler. Beregningskemikere har også udviklet software til at visualisere og udføre idéer i 3D på computerskærme og integreret relevante molekulære data for at generere dynamiske modeller.

På trods af dette forbliver kommunikationen af komplekse 3D-oplysninger ved hjælp af 2D-skærme at være en betydelig udfordring. Det er ikke bare svært for kemikere at visualisere det færdige molekyle. Det er også svært at forstå de parametre, der påvirker lægemidlets effektivitet. Det betyder, at der kan blive brugt værdifuld tid og værdifulde ressourcer på at konceptualisere design, der måske ikke er egnet til formålet.

For at strømline processen for lægemiddeldesign og øge effektiviteten gik LifeArc en anden vej – en, der opfordrede alle kemikere til at forstå, designe og inkorporere 3D-koncepter og -data på det allertidligste tidspunkt i idéfasen.

Om virksomheden

LifeArc har hovedkvarter i London og er en velgørenhedsorganisation for medicinsk forskning, der udvikler lovende forskning til nye tests, behandlinger og enheder, som ændrer patienternes liv.

Branche

Sundhedssektoren, nonprofitorganisationer

HVORFOR BRUGE VR?

Hvorfor bruge VR?

LifeArc forsøger altid at optimere arbejdsmetoderne. Da nedlukningen ramte i 2020, blev behovet for at forbedre fjernsamarbejde større. VR var et naturligt valg, men beslutningen om at gå med Meta Quest var baseret på tre faktorer:

Nemt at bruge – Meta Quests intuitive styring var vigtig, da virksomheden opfordrede medarbejderne til at tage VR i brug for at udvikle og undersøge deres 3D-design.
Behandlingskraft – Quest 2 var det første VR-headset, der var bærbart og kraftfuldt nok til at visualisere flere proteinstrukturer i samme miljø.
Mulighed for opkobling – Softwareleverandøren Nanome kunne nemt integrere Quest-headsets i LifeArcs datainfrastruktur og ekspertgenererede modeller. Dette gav mulighed for en ubesværet udveksling af data under designsessioner og mere velinformeret beslutningstagen.

Læs mere

Chido Mpamhanga,
Former Principal Scientist at LifeArc

“

VR er en platform, som muligvis vil ændre ikke blot måden, vi udfører eksperimenter på, men også selve arbejdet.

Løsningen

Chido Mpamhanga, en tidligere beregningskemiker, som står i spidsen for LifeArcs data- og informatikafdeling, slog sig sammen med den ledende forsker Timur Avkiran for at afholde åbne sessioner, hvor de inviterede deres kolleger til at prøve et headset for første gang. Sessionerne blev et forum, hvor folk kunne diskutere de forskellige typer af opgaver, de kunne udføre ved hjælp af det nye udstyr.

Lægemiddelkemikere begyndte at bruge Nanome på headsets i begyndelsen af idéfasen. Intuitiv styring betød, at designteams efter 20 minutters orientering selv kunne bygge fordybende molekyler.

Takket være API'er mellem softwaren og den eksisterende infrastruktur kunne designerne tegne deres design i 3D og få datadrevet feedback på deres molekyler i realtid. Behovet for beregningskemikere til at forklare komplekse ligninger i spil var blevet minimeret, da Nanome præsenterede oplysninger på en letforståelig måde.

Det var ikke kun tegninger, der blev fordybende, men også delingen af dem. Som Timur Avkiran forklarer: "Med Nanome og VR kan én person nemt styre sessionen, og du kan have 10 personer med dig derinde. Du kan teleportere dem virtuelt, så de står i dine sko og ser fra præcis samme vinkel som dig."

Disse VR-designsessioner førte mellem 5 og 10 personer sammen for at arbejde på lægemiddeldesign samtidig. "Der skete en ændring i interessen, da folk så, hvor hurtigt du kan få idéer, som fører til nye idéer, og hvor hurtigt du kan dele disse idéer med andre," siger Chido Mpamhanga.

Resultaterne

VR har forandret LifeArcs proces for lægemiddeldesign. Teknologien har hjulpet med at forbedre kemikernes rumfornemmelse mellem molekyler og deres mål om at udvikle "bedre" lægemidler.

Quest-headsets er blevet brugt på mindst fem projekter, herunder udnyttelsen af proteinnedbrydning og udviklingen af nyt kemisk stof for at udfordre antimikrobielle forbindelser, og de har spillet en afgørende rolle i et kræftbekæmpelsesprojekt.

Brugen af VR har gjort organisationen i stand til at gøre følgende:

Føre kemikere sammen fra London til Litauen
Give kemikere mulighed for at designe molekyler i 3D
Forbedre adgangen til datamodeller
Kommunikere 3D-data hurtigere og mere intuitivt
Udvikle flere lægemiddellignende design under idéfasen.

ISV-FAKTAFIL

Nanome

Nanome er en VR-app, der omdanner molekylære modeller til fordybende miljøer. Dens intuitive styring gav LifeArc mulighed for at interagere med design gennem hele idéfasen med minimal træning.

For Timur Avkiran var softwaren en spændende platform at udforske. Den hjalp med at forbedre designprocessen for lægemidler og kvaliteten af de designede lægemidler.

"Nanome-softwaren giver mulighed for, at alle kan være i det samme virtuelle rum, se tingene fra samme vinkel og bogstaveligt talt være i hinandens sko," siger Timur Avkiran. "Det gør det så meget lettere at kommunikere om idéer til komplekse 3D-strukturer."

Timur Avkiran,
Principal Scientist at LifeArc

“

Det føles bare fantastisk som forsker at se noget, du har arbejdet på i de sidste to år, materialisere sig i skyen foran dig på en måde, så du kan række ud og tage fat i det.