Vägar till framställning av livräddande mediciner och andra läkemedelsföreningar är bland de mest noggrant skyddade affärshemligheterna i den globala industrin. Bygga på nyligen programmerade datorer för att identifiera syntetiska vägar som leder till farmaceutiskt komplexa molekyler, forskare i Polen och Sydkorea har presenterat datoriserade metoder för att endast föreslå syntetiska strategier som kringgår patentskyddade aspekter av viktiga läkemedel. Deras arbete visas den 17 januari i tidningen Chem .

"När vi startade det här projektet, Jag var lite skeptisk till att maskinen skulle hitta några livskraftiga syntetiska alternativ - trots allt, dessa är blockbuster -läkemedel värda miljarder dollar, och jag var säker på att respektive företag hade täckt patentutrymmet så tätt att inga kryphål fanns kvar, "säger författaren Bartosz Grzybowski, professor i kemi vid Ulsan National Institute of Science and Technology (Sydkorea) och polska vetenskapsakademien och ledande utvecklare av den organiska syntesprogramvaran Chematica. "Det visar sig att kryphålen finns där, och vi kan hitta nya retrosyntetiska vägar som helt kringgår patenten. "

Dessa läkemedelspatent skyddar företagets immateriella rättigheter samtidigt som de förhindrar konkurrerande företag från att använda vissa viktiga syntetiska lösningar - utvecklade noggrant genom experiment för att maximera avkastningen, öka renheten, och minska kostnaderna - när du försöker producera önskade föreningar. För att komma till livskraftiga opatenterade alternativ, forskarna "frös" utmanande delar av varje målmolekyl, tvinga datorn att ersätta okonventionella men kemiskt troliga metoder på grundval av mekanistiska regler. De testade sitt system på tre anmärkningsvärda kommersiella läkemedel med olika kemiska hinder:linezolid, en sista utväg antibiotika; sitagliptin, ett läkemedel mot diabetes; och panobinostat, behandling med multipelt myelom.

I varje fall, när de får springa utan begränsningar, programmet rekommenderade kommersiella synteser. Men när även några atomer och bindningar betecknades som orörliga, det uppfann sig genom att tillämpa Chematicas befintliga funktioner för att föreslå nya planer som snyggt undvek de som redan är patenterade. "Genom att algoritmiskt lokalisera nyckelbindningarna som patentet hänger på och sprida dem nedåt Chematicas retrosyntetiska träd, vi kan generera syntetiska lösningar från alternativa men ändå ekonomiska utgångsmaterial, uppnå en verklig praktisk effekt, "Säger Grzybowski.

Chematicas förmåga att undvika patent kan också förändra hur kemister närmar sig immateriella rättigheter och patentlagar. Till exempel, maskinstödda sökningar kan användas för att begränsa många olika delar av en målmolekyl, klumpar radikalt olika synteser till ett enda lufttätt patent. Enligt Grzybowski, dock, ett sådant patent skulle inte nödvändigtvis förbli kryphålsfritt för alltid, tack vare den sannolika framtida experimentella upptäckten av nya reaktioner som driver kemisk kunskap framåt genom sund konkurrens.

Övergripande, forskarna hoppas att deras programvara kommer att hjälpa läkemedelsföretag att bättre skydda sin immateriella egendom och, samtidigt, kommer att hjälpa till att påskynda forskning och utveckling inom organisk kemi genom att tillhandahålla syntetiska vägar som skiljer sig från standardmetoder. "Detta arbete illustrerar fördelarna med att tvinga kemister att tänka algoritmiskt och be datavetare att förstå viktiga kemiska begrepp, leverera kemisk artificiell intelligens resultat som är viktiga utanför akademiens gränser, "tillägger medförfattaren Piotr Dittwald, en stipendiat med utbildning i matematik och datavetenskap.