Faire progresser la formulation des médicaments: Points de vue du Dr. Julio Facelli

Le Dr. Julio Facelli a commencé sa carrière en physique en Argentine et a ensuite mené des recherches postdoctorales à l'université de l'Arizona. Il travaille actuellement à l'Université de l’Utah. De 1995 à 2013, il a été directeur du Center for High-Performance Computing et occupe actuellement les postes de professeur émérite et de vice-président de la faculté au sein du département d'informatique biomédicale. Il est également directeur associé de l'informatique biomédicale à l'Utah Clinical and Translational Science Institute, professeur adjoint d'infirmerie, de chimie et de physique, et membre de l'Utah Nano Science Institute.

Le Dr. Facelli a été un pionnier de la prédiction de la structure cristalline et de sa pertinence pour le développement pharmaceutique à l'université de l'Utah. Ses recherches sont axées sur la résolution des problèmes critiques liés à la formulation des médicaments, en particulier les problèmes de stabilité et de concentration qui entravent souvent l'utilisation pratique de médicaments potentiellement efficaces. Son équipe travaille à la prédiction des structures cristallines à partir des premiers principes, améliorant ainsi de manière significative la fiabilité et l'applicabilité de ces prédictions, en utilisant des méthodes de calcul avancées et en exploitant les ressources de l'Open Science Grid (OSG), un partenaire de L’informatique pour l’humanité.

Faire progresser la formulation des médicaments

Le Dr. Facelli explique l'importance de la stabilité des médicaments et les défis posés par les polymorphismes, qui peuvent affecter la concentration et la disponibilité des médicaments. Les méthodes traditionnelles utilisant des potentiels empiriques, bien qu'utiles, nécessitent un ajustement important des paramètres.  L'approche du Dr. Facelli se concentre sur la prédiction des structures cristallines en utilisant les premiers principes, qui, bien qu'initialement démontrée sur des composés plus simples tels que la glycine, vise à être étendue à des molécules pharmaceutiques plus complexes. « Nous n'avons pu le faire que pour la glycine, mais il sera très difficile de convaincre les gens qu'il s'agit d'un vrai médicament. Nous essayons donc d'aller beaucoup plus loin », explique-t-il.

Le rôle des ressources de calcul à haute performance

Un aspect essentiel du travail du Dr. Facelli est l'utilisation de l'Open Science Grid (OSG), une puissante ressource informatique qui répartit les tâches sur un très grand nombre de nœuds distribués, permettant ainsi des calculs à grande échelle, et dont L’informatique pour l’humanité est partenaire. En adaptant ses algorithmes à l'architecture de l'OSG, son équipe peut effectuer des calculs approfondis qui seraient autrement irréalisables. Cette adaptation a impliqué le développement d'un algorithme génétique à l'état stable, permettant une évolution continue de la population et une parallélisation aisée. « Nous nous efforçons d'adapter notre système à l'OSG et un article* en cours d'examen décrit la méthode ; l'avantage de l'OSG est qu'il permet d'obtenir d'énormes ressources et que c'est essentiellement la façon dont nous fonctionnons », explique-t-il.

Élargir les horizons de la recherche

Bien que l'accent soit mis sur les applications pharmaceutiques, l'équipe du Dr. Facelli explore également d'autres domaines, tels que les formulations explosives et les maladies auto-immunes déclenchées par les infections. « Mais nous utilisons pour cela nos propres ressources internes », précise-t-il. La polyvalence de leurs méthodes démontre la large applicabilité de leurs approches informatiques.

Surmonter les défis de la recherche

Réfléchissant à l'ensemble du paysage de la recherche, le Dr. Facelli souligne le rôle essentiel de ressources telles que l'OSG, qui offrent une puissance de calcul inégalée. Sans ces ressources, de nombreux problèmes complexes resteraient impossibles à résoudre. Il souligne également l'importance du financement et les difficultés rencontrées par les jeunes chercheurs pour obtenir un soutien financier, en particulier dans le climat actuel de réduction du financement de la recherche. « Je pense que (l'autre facteur) qui découragera les jeunes est le mouvement anti-science, particulièrement exacerbé pendant la pandémie, avec toutes ces idées folles sur les vaccins et d'autres choses du même genre ».

Encadrer la prochaine génération

Le Dr. Facelli éprouve une grande satisfaction à encadrer de jeunes scientifiques, à les aider à naviguer dans les méandres de la recherche et à obtenir des financements en début de carrière. Son dévouement à la promotion de nouveaux talents souligne l'esprit de collaboration essentiel au progrès scientifique. « La curiosité, le dévouement et la compréhension du fait que la recherche est en quelque sorte différente parce qu'il faut accepter l'échec comme une chose courante », explique-t-il. « Si vous n'échouez pas souvent, vous n'êtes probablement pas à la pointe de la recherche et vous devez vous en accommoder. Il faut avoir des idées. Mais c'est beaucoup de travail ».

Réflexions finales

Le Dr. Facelli conseille aux chercheurs qui souhaitent utiliser des ressources telles que l'OSG et le soutien d'initiatives telles que L’informatique pour l’humanité d'être prêts à adapter leurs méthodes à ces architectures uniques. Bien que tous les problèmes ne puissent pas être résolus par l'informatique distribuée, les avantages potentiels pour les projets qui s'y prêtent sont immenses.

* Ceci est une prépublication ; la citation finale sera mise à jour lors de la publication de l'article.