SUCCESS STORIES | par Solenne Denis de La Gazette du Laboratoire | Juin 2023
Qubit Pharmaceuticals, la quantique appliquée à l’innovation en santé !
La société Qubit Pharmaceuticals est spécialiste de la physique quantique appliquée à la simulation et la modélisation moléculaire. Lauréate en décembre dernier du HPC Innovation Excellence Award, elle a aussi récemment annoncé la création de la plateforme de calcul la plus puissante au monde pour accélérer la découverte de nouvelles thérapeutiques…
Physique quantique, calcul haute performance et intelligence artificielle…
Qubit Pharmaceuticals (Qubit) trouve ses origines dans des institutions de premier plan en France au sein du CNAM, du CNRS et de Sorbonne Université, ainsi qu’aux Etats-Unis au sein de l’Université du Texas à Austin et l’Université de Washington, à Saint Louis. S’appuyant sur plus de 30 ans de R&D, la start-up parisienne a officiellement été créée il y a trois ans. Son ambition ? Codévelopper, avec les sociétés pharmaceutiques et biotechnologiques, de nouveaux médicaments plus efficaces et plus sûrs.
Son cœur d’expertise : la physique, et plus précisément la physique quantique, associée au calcul haute performance (HPC) et à l’intelligence artificielle (IA) pour la conception atome par atome, et à une vitesse sans précédent, de candidats médicaments bénéficiant d’une efficacité et d’une spécificité optimisées. Utilisant la puissance des superordinateurs existants et émergents, ses logiciels de simulation avancée permettent une modélisation au niveau microscopique des effets quantiques avec un maximum de précision.
L’équipe Qubit Pharmaceuticals, internationale et pluridisciplinaire, est répartie sur deux sites : en France au sein de la pépinière Paris Santé Cochin et aux États-Unis à Boston. 40 personnes au total aux expertises scientifiques et industrielles complémentaires, dans toutes les disciplines associées à la découverte de médicaments : de la chimie et de la physique quantiques, au HPC et la conception de médicaments assistée par ordinateur jusqu’à la chimie médicinale, l'intelligence artificielle et la biologie structurale.
Qubit Pharmaceuticals récompensée pour son programme de recherche disruptif contre la Covid
La société Qubit et le Laboratoire de Chimie Théorique (Sorbonne-Université/CNRS) sont lauréats du HPC Innovation Excellence Award 2022. Ce prix prestigieux vient récompenser les résultats d’un programme de recherche collaboratif qui utilise intensivement le HPC pour la découverte d'inhibiteurs de la protéase principale du virus SARS-CoV-2, ouvrant ainsi la voie à de nouveaux traitements contre la Covid-19.
Des simulations à ultra-haute résolution de la protéase principale du SARS-CoV-2 (Mpro), fournie par le Laboratoire de Chimie Théorique (LCT) ont permis une meilleure compréhension du fonctionnement de la protéine virale. A partir de ces simulations, Qubit a réussi à identifier deux nouvelles familles de composés actifs contre Mpro. Ces composés ont ensuite été synthétisés et validés expérimentalement. Un consortium, composé du LCT, de Qubit Pharmaceuticals, de l'Université de Padoue, de la Fachhochschule Nordwestschweitz (FHNW) et d’Enamine poursuit le programme pour faire avancer les cibles identifiées vers des candidat-médicament antiviraux contre la Covid-19.
Qubit Pharmaceuticals s’est appuyé pour ces travaux sur sa plateforme de simulation numérique propriétaire Atlas. Cette dernière est basée sur la nouvelle génération de logiciels de dynamique moléculaire Tinker-HP, développée au LCT par Louis LAGARDERE et Jean-Philip PIQUEMAL, tous deux co-fondateurs de Qubit Pharmaceuticals et corécipiendaires du prix. La plate-forme Atlas a considérablement facilité la recherche de nouveaux inhibiteurs, qui auraient normalement été laissés de côté en raison de leur complexité. Elle a permis de créer des jumeaux numériques, équivalents aux validations expérimentales. Les étapes intermédiaires de chimie et de biologie ont ainsi pu être évitées, permettant de raccourcir le temps nécessaire à la découverte des composés actifs.
« La réussite de ce programme est un cas d’école qui démontre la capacité de notre plateforme Atlas à développer très rapidement de nouveaux candidats-médicaments à partir de cibles biologiques complexes » déclare Jean-Philip PIQUEMAL Directeur du LCT, Directeur Scientifique et co-fondateur de Qubit Pharmaceuticals. « Dans ce cas précis, nous avons ramené à six mois des calculs et des recherches qui auraient pris des années par la voie expérimentale traditionnelle… »
Jean-Philip PIQUEMAL Directeur du LCT, Directeur Scientifique et co-fondateur de Qubit Pharmaceuticals
La plateforme de calcul la plus puissante au monde pour accélérer la découverte de médicaments !
« Cette collaboration unique au monde est également précurseur dans le domaine de la physique quantique et devrait nous permettre de développer les premiers algorithmes dans ce domaine appliqué à la découverte de médicaments. », ajoute Robert MARINO, Président de Qubit Pharmaceuticals
Fin novembre dernier, l’équipe Qubit Pharmaceuticals a également annoncé la création de la plateforme de calcul la plus puissante au monde, en collaboration avec NVIDIA - pionnier du calcul informatique accéléré et inventeur notamment du GPU (Graphics Processing Unit) - pour accélérer la découverte de médicaments par calcul hybride, classique et quantique.
La recherche de médicaments par modélisation et simulation moléculaire nécessite des capacités de calcul inédites dépassant le pétaflop, soit plus d’un million de milliards d’opérations par seconde. L’avenir de ce domaine de recherche passe donc par l’utilisation hybride de super-ordinateurs classiques et d'ordinateurs quantiques, utilisés pour certains calculs clés comme accélérateurs aux côtés des supercalculateurs GPU.
Pensée pour répondre à ce besoin, la nouvelle plateforme développée par Qubit combine sa suite logicielle Atlas et la puissance de la plateforme de calcul hybride quantique - classique NVIDIA. En créant des jumeaux numériques des molécules physiques, la plateforme Atlas accélère les calculs d’un facteur 100 000, réalisant en quelques heures des calculs qui demandent plusieurs années par des voies conventionnelles. Alors qu’une recherche classique nécessite typiquement 5 000 synthèses moléculaires, la simulation réduit ce nombre à environ 200. La simulation permet également d’explorer en parallèle plutôt qu’en séquentiel, plusieurs familles chimiques.
L’association de la plateforme de calcul accélérée de NVIDIA et du logiciel Atlas de Qubit vise ainsi à diviser par plus de 2 le temps nécessaire pour cribler, sélectionner un candidat médicament d’intérêt et l’optimiser ; et par plus de 10 le montant des investissements nécessaires.
Dans l’immédiat, la nouvelle plateforme Qubit Pharmaceuticals – NVIDIA vise à développer dix programmes internes de recherche dans les domaines de l’oncologie, des maladies inflammatoires et des antiviraux. Les premiers candidats-médicaments issus de cette collaboration devraient être testés par des laboratoires pharmaceutiques dès cette année.
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Pour en savoir plus : www.qubit-pharmaceuticals.com