Per valutare l'impatto dei database e dei software nel campo delle scienze della vita, i dati relativi all'utilizzo, i casi d'uso e le citazioni nella letteratura scientifica rivestono un ruolo fondamentale. In questo articolo approfondiamo l'impatto di SwissDrugDesign, la suite di software per la progettazione di farmaci assistita da computer sviluppata dal gruppo di Vincent Zoete e Olivier Michielin. Il SIB ha infatti raggiunto un traguardo importante, accumulando 10.000 citazioni. Altri dati rivelano anche la sua ampia gamma di applicazioni, dalla ricerca all'istruzione, dalla progettazione di farmaci alla lotta contro l'inquinamento atmosferico.
Informazioni sulla progettazione di farmaci assistita da computer (CADD)
La progettazione di farmaci è il processo attraverso il quale i chimici medicinali cercano di scoprire nuovi medicamenti. Questi ultimi sono solitamente piccole molecole organiche che attivano o inibiscono la funzione di una biomacromolecola di interesse terapeutico, come ad esempio una proteina. La progettazione di farmaci assistita dal computer consente agli scienziati di risparmiare tempo e risorse preziose, aiutandoli a identificare e ottimizzare i candidati migliori per un obiettivo specifico, prima di recarsi in laboratorio per sintetizzarli e testarne le proprietà.
Lanciato nel 2010, il SIB Resource SwissDrugDesign, sviluppata dal team Il SIB di Vincent Zoete e Olivier Michielin dell'Università di Losanna, è una pipeline completa, interoperabile e basata sul web per la progettazione di farmaci assistita da computer (vedi riquadro). Comprende strumenti per il docking molecolare (ovvero la ricerca della migliore modalità di legame tra il potenziale ligando e la biomacromolecola bersaglio), la previsione del bersaglio o la scoperta di composti attivi, fino alla farmacocinetica e alla somiglianza farmacologica. Quest'ultima consente di prevedere se una molecola ha le proprietà adatte per diventare un vero e proprio farmaco, in base al suo destino previsto nell'organismo una volta somministrata.
Statistiche di utilizzo esponenziali convertite in risultati di ricerca nella letteratura
Nel 2023, la suite di strumenti inclusa in SwissDrugDesign ha accumulato 8,5 milioni di lavori (ovvero l'invio di almeno una molecola su uno degli strumenti da parte di un utente per eseguire un calcolo), con un aumento esponenziale nel corso degli anni. Mezzo milione di utenti accedono alla piattaforma ogni anno da tutto il mondo, sottolineando la portata internazionale delle risorse del SIB.
Maggiori informazioni sul riconoscimento internazionale ottenuto dalle risorse del SIB
Questi dati di utilizzo si traducono in risultati di ricerca, come dimostrato dalle citazioni di SwissDrugDesign nella letteratura scientifica. Queste hanno appena raggiunto il traguardo di 10.000 citazioni cumulative su Web of Science. È interessante notare che, nel corso del tempo, anche la percentuale di citazioni di SwissDrugDesign nelle principali riviste scientifiche dedicate alla scoperta di farmaci è aumentata costantemente, passando dallo 0,1% nel 2012 al 2,1% nel 2022. «Quest'ultimo dato è particolarmente impressionante, poiché solo una parte degli studi sulla progettazione di farmaci utilizza strumenti in silico e, per quelli che lo fanno, sono disponibili centinaia, se non migliaia, di strumenti. Il fatto che i nostri 6 strumenti principali siano presenti fino al 5% di questi articoli, a seconda della rivista, sottolinea il loro uso diffuso», spiega Vincent Zoete, responsabile del gruppo Il SIB.
Le banche dati pubbliche aperte portano a una diversificazione delle applicazioni
"Durante la revisione della letteratura, siamo rimasti stupiti dalla diversità delle applicazioni offerte dai nostri strumenti, che vanno oltre l'ambito originario della progettazione di farmaci", afferma Antoine Daina. "Un'applicazione recente, ad esempio, ha rivelato che i nostri strumenti sono stati utilizzati per comprendere l'impatto dell'inquinamento atmosferico nelle Maldive; un'altra nel campo del riciclaggio della plastica, un'altra ancora nella progettazione di pesticidi ecologici", aggiunge Marta Perez. Sia Antoine che Marta sono ricercatori senior nel team.
Scopri l'impatto delle risorse al SIB nell'affrontare le sfide globali
Come si spiega questa diversificazione delle applicazioni di strumenti inizialmente progettati per un uso specifico (vedi figura)? Probabilmente grazie alla comparsa, circa 10 anni fa, di banche dati pubbliche aperte sui composti chimici, come ChEMBL. In combinazione con l'uso di strumenti aperti come SwissTargetPrediction, parte di SwissDrugDesign, gli scienziati possono stimare i bersagli macromolecolari più probabili delle piccole molecole bioattive in qualsiasi campo.
Una risorsa preziosa sia per la ricerca che per l'istruzione
Un altro aspetto della suite di strumenti sviluppata dal team è che, mentre il 60% viene utilizzato nel contesto della ricerca, il 40% viene utilizzato nell'insegnamento e nell'istruzione. "Il nostro principio guida con gli strumenti era infatti quello di servire principalmente la ricerca, ma anche, attraverso lo sviluppo di interfacce dinamiche e semplificate, di facilitare l'insegnamento e la loro adozione in ambito universitario", spiega Vincent Zoete. "Sebbene non vi sia alcun compromesso sull'eccellenza scientifica degli strumenti, riteniamo che entrambi gli utilizzi si alimentino a vicenda, con gli studenti esposti agli strumenti durante la loro formazione più inclini ad adottarli in seguito durante la loro ricerca. E anche i ricercatori apprezzano la facilità d'uso degli strumenti". Queste osservazioni sono supportate dai risultati di un sondaggio condotto dal team nel 2021 su 500 utenti.
Per sviluppare interfacce intuitive, il team ha beneficiato del supporto UX fornito dal team dedicato SIB Biodata Resource. Finora sono stati implementati su quattro strumenti, con altri due previsti per il 2024.
Reference(s)
Immagine banner: Struttura del complesso FKBP12-Rapamicina interagente con FRAP umano (PDB ID 1fap). Immagine realizzata dal Molecular Modelling Group utilizzando UCSF Chimera.
