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: High throughput screening (HTS) is routinely used to identify bioactive small molecules. This requires physical compounds, which limits coverage of accessible chemical space. Computational approaches combined with vast on-demand chemical libraries can access far greater chemical space, provided that the predictive accuracy is sufficient to identify useful molecules. Through the largest and most diverse virtual HTS campaign reported to date, comprising 318 individual projects, we demonstrate that our AtomNet® convolutional neural network successfully finds novel hits across every major therapeutic area and protein class. We address historical limitations of computational screening by demonstrating success for target proteins without known binders, high-quality X-ray crystal structures, or manual cherry-picking of compounds. We show that the molecules selected by the AtomNet® model are novel drug-like scaffolds rather than minor modifications to known bioactive compounds. Our empirical results suggest that computational methods can substantially replace HTS as the first step of small-molecule drug discovery.
AI is a viable alternative to high throughput screening: a 318-target study / Wallach, I.; Bernard, D.; Nguyen, K.; Ho, G.; Morrison, A.; Stecula, A.; Rosnik, A.; O'Sullivan, A. M.; Davtyan, A.; Samudio, B.; Thomas, B.; Worley, B.; Butler, B.; Laggner, C.; Thayer, D.; Moharreri, E.; Friedland, G.; Truong, H.; van den Bedem, H.; Ng, H. L.; Stafford, K.; Sarangapani, K.; Giesler, K.; Ngo, L.; Mysinger, M.; Ahmed, M.; Anthis, N. J.; Henriksen, N.; Gniewek, P.; Eckert, S.; de Oliveira, S.; Suterwala, S.; Prasadprasad, S. V. K.; Shek, S.; Contreras, S.; Hare, S.; Palazzo, T.; O'Brien, T. E.; Van Grack, T.; Williams, T.; Chern, T. R.; Kenyon, V.; Lee, A. H.; Cann, A. B.; Bergman, B.; Anderson, B. M.; Cox, B. D.; Warrington, J. M.; Sorenson, J. M.; Goldenberg, J. M.; Young, M. A.; Dehaan, N.; Pemberton, R. P.; Schroedl, S.; Abramyan, T. M.; Gupta, T.; Mysore, V.; Presser, A. G.; Ferrando, A. A.; Andricopulo, A. D.; Ghosh, A.; Ayachi, A. G.; Mushtaq, A.; Shaqra, A. M.; Toh, A. K. L.; Smrcka, A. V.; Ciccia, A.; de Oliveira, A. S.; Sverzhinsky, A.; de Sousa, A. M.; Agoulnik, A. I.; Kushnir, A.; Freiberg, A. N.; Statsyuk, A. V.; Gingras, A. R.; Degterev, A.; Tomilov, A.; Vrielink, A.; Garaeva, A. A.; Bryant-Friedrich, A.; Caflisch, A.; Patel, A. K.; Rangarajan, A. V.; Matheeussen, A.; Battistoni, A.; Caporali, A.; Chini, A.; Ilari, A.; Mattevi, A.; Foote, A. T.; Trabocchi, A.; Stahl, A.; Herr, A. B.; Berti, A.; Freywald, A.; Reidenbach, A. G.; Lam, A.; Cuddihy, A. R.; White, A.; Taglialatela, A.. - In: SCIENTIFIC REPORTS. - ISSN 2045-2322. - 14:1(2024). [10.1038/s41598-024-54655-z]
AI is a viable alternative to high throughput screening: a 318-target study
Wallach I.;Bernard D.;Nguyen K.;Ho G.;Morrison A.;Stecula A.;Rosnik A.;O'Sullivan A. M.;Davtyan A.;Samudio B.;Thomas B.;Worley B.;Butler B.;Laggner C.;Thayer D.;Moharreri E.;Friedland G.;Truong H.;van den Bedem H.;Ng H. L.;Stafford K.;Sarangapani K.;Giesler K.;Ngo L.;Mysinger M.;Ahmed M.;Anthis N. J.;Henriksen N.;Gniewek P.;Eckert S.;de Oliveira S.;Suterwala S.;PrasadPrasad S. V. K.;Shek S.;Contreras S.;Hare S.;Palazzo T.;O'Brien T. E.;Van Grack T.;Williams T.;Chern T. R.;Kenyon V.;Lee A. H.;Cann A. B.;Bergman B.;Anderson B. M.;Cox B. D.;Warrington J. M.;Sorenson J. M.;Goldenberg J. M.;Young M. A.;DeHaan N.;Pemberton R. P.;Schroedl S.;Abramyan T. M.;Gupta T.;Mysore V.;Presser A. G.;Ferrando A. A.;Andricopulo A. D.;Ghosh A.;Ayachi A. G.;Mushtaq A.;Shaqra A. M.;Toh A. K. L.;Smrcka A. V.;Ciccia A.;de Oliveira A. S.;Sverzhinsky A.;de Sousa A. M.;Agoulnik A. I.;Kushnir A.;Freiberg A. N.;Statsyuk A. V.;Gingras A. R.;Degterev A.;Tomilov A.;Vrielink A.;Garaeva A. A.;Bryant-Friedrich A.;Caflisch A.;Patel A. K.;Rangarajan A. V.;Matheeussen A.;Battistoni A.;Caporali A.;Chini A.;Ilari A.;Mattevi A.;Foote A. T.;Trabocchi A.;Stahl A.;Herr A. B.;Berti A.;Freywald A.;Reidenbach A. G.;Lam A.;Cuddihy A. R.;White A.;Taglialatela A.
2024-01-01
Abstract
: High throughput screening (HTS) is routinely used to identify bioactive small molecules. This requires physical compounds, which limits coverage of accessible chemical space. Computational approaches combined with vast on-demand chemical libraries can access far greater chemical space, provided that the predictive accuracy is sufficient to identify useful molecules. Through the largest and most diverse virtual HTS campaign reported to date, comprising 318 individual projects, we demonstrate that our AtomNet® convolutional neural network successfully finds novel hits across every major therapeutic area and protein class. We address historical limitations of computational screening by demonstrating success for target proteins without known binders, high-quality X-ray crystal structures, or manual cherry-picking of compounds. We show that the molecules selected by the AtomNet® model are novel drug-like scaffolds rather than minor modifications to known bioactive compounds. Our empirical results suggest that computational methods can substantially replace HTS as the first step of small-molecule drug discovery.
AI is a viable alternative to high throughput screening: a 318-target study / Wallach, I.; Bernard, D.; Nguyen, K.; Ho, G.; Morrison, A.; Stecula, A.; Rosnik, A.; O'Sullivan, A. M.; Davtyan, A.; Samudio, B.; Thomas, B.; Worley, B.; Butler, B.; Laggner, C.; Thayer, D.; Moharreri, E.; Friedland, G.; Truong, H.; van den Bedem, H.; Ng, H. L.; Stafford, K.; Sarangapani, K.; Giesler, K.; Ngo, L.; Mysinger, M.; Ahmed, M.; Anthis, N. J.; Henriksen, N.; Gniewek, P.; Eckert, S.; de Oliveira, S.; Suterwala, S.; Prasadprasad, S. V. K.; Shek, S.; Contreras, S.; Hare, S.; Palazzo, T.; O'Brien, T. E.; Van Grack, T.; Williams, T.; Chern, T. R.; Kenyon, V.; Lee, A. H.; Cann, A. B.; Bergman, B.; Anderson, B. M.; Cox, B. D.; Warrington, J. M.; Sorenson, J. M.; Goldenberg, J. M.; Young, M. A.; Dehaan, N.; Pemberton, R. P.; Schroedl, S.; Abramyan, T. M.; Gupta, T.; Mysore, V.; Presser, A. G.; Ferrando, A. A.; Andricopulo, A. D.; Ghosh, A.; Ayachi, A. G.; Mushtaq, A.; Shaqra, A. M.; Toh, A. K. L.; Smrcka, A. V.; Ciccia, A.; de Oliveira, A. S.; Sverzhinsky, A.; de Sousa, A. M.; Agoulnik, A. I.; Kushnir, A.; Freiberg, A. N.; Statsyuk, A. V.; Gingras, A. R.; Degterev, A.; Tomilov, A.; Vrielink, A.; Garaeva, A. A.; Bryant-Friedrich, A.; Caflisch, A.; Patel, A. K.; Rangarajan, A. V.; Matheeussen, A.; Battistoni, A.; Caporali, A.; Chini, A.; Ilari, A.; Mattevi, A.; Foote, A. T.; Trabocchi, A.; Stahl, A.; Herr, A. B.; Berti, A.; Freywald, A.; Reidenbach, A. G.; Lam, A.; Cuddihy, A. R.; White, A.; Taglialatela, A.. - In: SCIENTIFIC REPORTS. - ISSN 2045-2322. - 14:1(2024). [10.1038/s41598-024-54655-z]
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simulazione ASN
Il report seguente simula gli indicatori relativi alla propria produzione scientifica in relazione alle soglie ASN 2023-2025 del proprio SC/SSD. Si ricorda che il superamento dei valori soglia (almeno 2 su 3) è requisito necessario ma non sufficiente al conseguimento dell'abilitazione. La simulazione si basa sui dati IRIS e sugli indicatori bibliometrici alla data indicata e non tiene conto di eventuali periodi di congedo obbligatorio, che in sede di domanda ASN danno diritto a incrementi percentuali dei valori. La simulazione può differire dall'esito di un’eventuale domanda ASN sia per errori di catalogazione e/o dati mancanti in IRIS, sia per la variabilità dei dati bibliometrici nel tempo. Si consideri che Anvur calcola i valori degli indicatori all'ultima data utile per la presentazione delle domande.
La presente simulazione è stata realizzata sulla base delle specifiche raccolte sul tavolo ER del Focus Group IRIS coordinato dall’Università di Modena e Reggio Emilia e delle regole riportate nel DM 589/2018 e allegata Tabella A. Cineca, l’Università di Modena e Reggio Emilia e il Focus Group IRIS non si assumono alcuna responsabilità in merito all’uso che il diretto interessato o terzi faranno della simulazione. Si specifica inoltre che la simulazione contiene calcoli effettuati con dati e algoritmi di pubblico dominio e deve quindi essere considerata come un mero ausilio al calcolo svolgibile manualmente o con strumenti equivalenti.