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LifeArc y la realidad virtual: cómo los investigadores médicos están optimizando el diseño de fármacos con la realidad virtual basada en datos
Descubre cómo la creación de modelos moleculares 3D en realidad virtual mejoró drásticamente el diseño de fármacos para la organización de investigación sobre salud LifeArc.
Reto
El diseño de fármacos tradicional y la colaboración entre especialistas en química, que se tienen lugar en debates presenciales y sesiones instructivas, se enfrentan a limitaciones significativas debido a su naturaleza tridimensional.
La inclusión de las interacciones 3D esenciales entre los fármacos candidatos y sus proteínas objetivo, así como los datos complejos fundamentales para guiar el proceso de diseño, suelen estar restringidos y son inaccesibles a la hora de concebir ideas, lo que hace que los químicos tengan que depender de su intuición y su memoria.
Para afrontar este reto, los químicos llevan tiempo explorando el uso de los diagramas de perspectiva en 3D e incluso han recurrido a modelos físicos de moléculas “de juguete”. Los químicos computacionales también han desarrollado software para visualizar y proporcionar ideas en 3D en pantallas de ordenador, que integran datos moleculares pertinentes para generar modelos dinámicos.
A pesar de estos esfuerzos, la comunicación de información 3D compleja usando pantallas 2D sigue suponiendo un gran reto. No solo es difícil para los químicos visualizar la molécula finalizada, sino también comprender los parámetros que afectan a la efectividad del fármaco. Esto significa que pueden gastarse un tiempo y unos recursos muy valiosos conceptualizando diseños que posiblemente no se adecúen al propósito.
Para mejorar la fluidez y la eficacia del proceso de diseño de fármacos, LifeArc tomó un camino diferente, un camino que anima a todos los químicos a comprender, diseñar e incorporar datos y conceptos 3D lo antes posible durante el proceso de concepción de ideas.
Información sobre la empresa
LifeArc, con sede en Londres, es una organización benéfica de investigación médica que convierte investigaciones prometedoras en nuevos tests, tratamientos y dispositivos que cambian la vida de los pacientes.
Sector
POR QUÉ UTILIZAR LA REALIDAD VIRTUAL
Por qué utilizar la realidad virtual
LifeArc siempre está buscando formas de optimizar las distintas maneras de trabajar. Cuando se declaró el confinamiento en 2020, aumentó la necesidad de mejorar la colaboración a distancia. La realidad virtual fue una elección evidente, pero la decisión de optar por las Meta Quest
was based on three factors:
Facilidad de uso: los controles intuitivos de las Meta Quest fueron clave a la hora de animar al personal a adoptar la realidad virtual para desarrollar y estudiar sus diseños 3D.
Potencia de procesamiento: las Quest 2 fueron las primeras gafas de realidad virtual portátiles con la potencia suficiente para visualizar varias estructuras de proteínas en el mismo entorno.
Adaptabilidad: el proveedor de software Nanome integró de manera fluida las gafas Quest con modelos generados por expertos y la infraestructura de datos de LifeArc. Esto permitió un intercambio de datos fluido durante las sesiones de diseño y una toma de decisiones más fundamentada.
Chido Mpamhanga,
Former Principal Scientist at LifeArc
“
La realidad virtual es una plataforma que posiblemente va a cambiar no solo la forma de realizar experimentos, sino también la propia naturaleza del trabajo.
Solución
Chido Mpamhanga, un antiguo químico computacional encargado de la función de datos e informática de LifeArc, colaboró con el científico responsable Timur Avkiran para celebrar sesiones abiertas e invitar a sus colegas a probar las gafas por primera vez. Las sesiones se convirtieron en un foro para debatir sobre los tipos de tareas que se podrían llevar a cabo con el nuevo equipo.
Los farmacéuticos empezaron a usar Nanome en las gafas al principio del proceso de concepción de ideas. Los controles intuitivos permitieron que, tras 20 minutos de formación, los equipos de diseño crearan moléculas inmersivas por su cuenta.
Gracias a las API configuradas entre el software y la infraestructura existente, los diseñadores pudieron dibujar sus diseños en 3D y recibir comentarios basados en datos sobre sus moléculas en tiempo real. La necesidad de los químicos computacionales de explicar las complejas ecuaciones que se debían seguir se minimizó cuando Nanome presentó la información de una manera fácil de entender.
No se trataba simplemente de hacer dibujos inmersivos, sino también de compartirlos. Como explica Timur: “Con Nanome y la realidad virtual, una sola persona puede encargarse de dirigir el proceso con facilidad y tener a 10 personas con ella. Puedes teletransportarlas de forma virtual para que se metan en tu piel y miren exactamente desde la misma perspectiva que tú”.
Estas sesiones de diseño en realidad virtual reunieron a entre cinco y diez personas para trabajar al mismo tiempo en el diseño de fármacos. “Se produjo un cambio en el interés cuando la gente observó la rapidez con la que se podían concebir y generar nuevas ideas, así como compartirlas con otras personas” declara Chido.
Resultados
La realidad virtual ha transformado el proceso de diseño de fármacos de LifeArc. La tecnología ha ayudado a mejorar la conciencia espacial de los químicos entre las moléculas y sus objetivos para crear “mejores” fármacos.
Las gafas Quest se han usado en al menos cinco proyectos, entre los que se incluyen la exploración de la degradación de proteínas y el desarrollo de nueva materia química para desafiar a los componentes antimicrobianos. Además, han desempeñado un papel esencial en un proyecto contra el cáncer.
Desde que empezó a usar la realidad virtual, la organización ha conseguido lo siguiente:
- Reunir a químicos provenientes desde Londres hasta Lituania.
- Capacitar a los químicos para diseñar moléculas en 3D.
- Mejorar el acceso a los modelos de datos.
- Comunicar los datos 3D de manera más rápida e intuitiva.
- Desarrollar diseños similares a los fármacos durante el proceso de concepción de ideas.
FICHA DEL PROVEEDOR
Nanome
Nanome es una aplicación de realidad virtual que convierte los modelos moleculares en entornos inmersivos. Sus controles intuitivos permitieron que LifeArc interactuara con diseños a lo largo del proceso de concepción de ideas con una formación mínima.
Para Timur, el software fue una plataforma interesante para explorar, que ayudó a mejorar el proceso de diseño de fármacos y la calidad de estos.
“El software Nanome os permite a todos estar en la misma sala virtual, mirar desde la misma perspectiva y poneros en la piel de los demás,” declara Timur. “Hace que comunicar las ideas sobre estructuras 3D complejas sea mucho más sencillo.”
Timur Avkiran,
Principal Scientist at LifeArc
“
Como científico, es increíble ver que algo en lo que has trabajado durante los dos últimos años está flotando en el aire delante de ti y que incluso puedes cogerlo.
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