Robot químico impulsado por ChatGPT diseña reacciones y fabrica medicamentos por sí solo

Un sistema llamado Coscientist busca instrucciones en Internet y luego diseña y ejecuta experimentos para sintetizar moléculas.

Químicos han utilizado ChatGPT para diseñar y realizar reacciones químicas complejas utilizando un laboratorio robótico.

El sistema, llamado Coscientist, puede diseñar, codificar y llevar a cabo varias reacciones, produciendo compuestos que incluyen paracetamol y aspirina en el laboratorio utilizando su aparato robótico.

“El momento en que vi una inteligencia no orgánica capaz de planificar, diseñar y ejecutar de forma autónoma una reacción química inventada por los humanos, fue asombroso“, dice el químico Gabe Gomes de la Universidad Carnegie Mellon en Pittsburgh, Pensilvania, quien dirigió la investigación.

Las rápidas mejoras en la inteligencia artificial (IA) han hecho que las aplicaciones de estas herramientas proliferen en toda la ciencia.

Pero para los investigadores que trabajan en el banco o aquellos que no están versados en códigos informáticos, los enfoques de IA no son tan accesibles, o eso pensaba Gomes.

Cuando en marzo se presentó la última versión del modelo de lenguaje grande (LLM) detrás de ChatGPT, llamado GPT-4, Gomes y su equipo se propusieron hacerlo funcionar para los químicos.

El resultado, Coscientist1, utiliza los potentes LLM más recientes, incluido GPT-4, para explorar la literatura química y diseñar una vía de reacción para producir una molécula cuando la solicite un ser humano.

El LLM lee manuales de instrucciones en Internet y decide cuál es el mejor kit y reactivos de su arsenal para fabricar la molécula en la vida real.

La IA también utiliza el LLM Claude, desarrollado por la firma de IA Anthropic en San Francisco, California, y uno llamado Falcon-40B-Instruct construido por el Instituto de Innovación Tecnológica en Abu Dhabi.

El equipo impulsó al sistema a planificar una síntesis de varias moléculas conocidas, incluidos los analgésicos paracetamol y aspirina, y las moléculas orgánicas nitroanilina y fenolftaleína.

En la etapa de planificación, Coscientist pudo determinar los pasos que darían los mejores resultados de reacción en general. Hizo las moléculas correctamente.

“Esta es una gran demostración de cómo se puede explorar la literatura utilizando LLM para ayudar a generar ideas de reacciones químicas factibles“, dice Lee Cronin, químico de la Universidad de Glasgow, Reino Unido.

El equipo también intentó un experimento más complicado: pedirle a Coscientist que ejecutara una reacción llamada acoplamiento Suzuki-Miyaura, que forma enlaces carbono-carbono y es importante en el descubrimiento de fármacos. El sistema también superó esta prueba.

El grupo es uno de los muchos que trabajan en “robots químicos” impulsados por un LLM.

Uno de esos robots, llamado ChemCrow, se desarrolló aproximadamente al mismo tiempo que Coscientist y puede planificar y producir una variedad de moléculas, incluido el insecticida DEET2.

Es probable que herramientas como Coscientist se utilicen cada vez más, afirma Tiago Rodrigues, químico farmacéutico de la Universidad de Lisboa.

“Realmente puedo ver un futuro en el que el hardware de automatización esté equipado con estos asistentes de IA.

Los laboratorios autónomos son el futuro y se necesitan herramientas de inteligencia artificial para automatizar completamente el ciclo de diseño, fabricación y prueba”, afirma.

Estos sistemas ahora pueden realizar tareas rutinarias, pero Rodrigues añade que la mayoría de las cuestiones de investigación, especialmente en el descubrimiento de fármacos, todavía están fuera de alcance.

“No sólo se necesita una buena comprensión de la química, sino también de la biología”.

“La IA puede hacer la mayoría de las cosas que pueden hacer los químicos realmente bien capacitados. Y pienso mucho en eso”, dice Gomes.

Su equipo no ha puesto a disposición del público el código completo detrás de su invención, y Gomes dice que es importante pensar detenidamente cómo y dónde se utilizan tecnologías como Coscientist y ChemCrow, porque algunas aplicaciones probablemente sean peligrosas.

Fuente: Nature