Künstliche Intelligenz in der pharmazeutischen Industrie und der Arzneimittelentwicklung

Künstliche Intelligenz ist eines der heutzutage am meisten diskutierten Themen. Zusammen mit dem maschinellen Lernen (Machine Learning) wird die Software mehr und mehr in unser alltägliches Leben einbezogen. Sie ist zu einem entscheidenden Teil unserer technologischen Infrastruktur und dem Hirn hinter vielen Endgeräten geworden. In der pharmazeutischen Industrie ist der Funke der künstlichen Intelligenz ebenfalls entfacht worden.

Die KI-Umgebung

Künstliche Intelligenz in der Pharmaindustrie bezieht sich auf die Verwendung von automatisierten Algorithmen zur Ausführung von Aufgaben, die ursprünglich auf menschlichem Wissen beruhen. In den letzten Jahren hat die künstliche Intelligenz in der Biotech-Industrie die Art und Weise der Arzneimittelentwicklung und der Behandlung von Krankheiten grundlegend verändert.

Laut einer ICON-Umfrage unter mehr als 300 Führungskräften, Managern und Fachleuten in Unternehmen für Entwicklung von Biopharmazeutika und medizinischen Geräten gaben fast 80% der Befragten an, dass ihre Firmen die KI oder Big-Data-Ansätze zur Verbesserung der Forschungs- und Entwicklungsleistung nutzen wollen oder bereits nutzen. Darüber hinaus weist der ICON-Bericht 2019 über den digitalen Vertrieb in der Biopharmazie darauf hin, dass die F&E der Unternehmenspart ist, der am meisten mit Hilfe der KI weiterentwickelt werden kann. Aus einer eher strategischen Sichtweise helfen die Algorithmen dabei, bisher verpasste Gelegenheiten zu nutzen, und können zudem kostensparend sein.

Fast jedes Unternehmen nutzt entweder bereits KI oder investiert in sie, auch die Pharmaindustrie profitiert von ihr.

Die Herausforderung

Die Entdeckung und Entwicklung von Arzneimitteln gehört zu den wesentlichen translationalen wissenschaftlichen Aktivitäten, die zur Gesundheit und zum Wohlbefinden der Menschen beitragen. Die Pharmaindustrie steht vor der Herausforderung, eine hohe Fluktuationsrate in diesem Bereich zu überwinden.

Eine vom Massachusetts Institute of Technology (MIT) veröffentlichte Studie hat ergeben, dass gerade einmal 13,8% der Medikamente die klinischen Prüfungen erfolgreich bestehen. Darüber hinaus kann ein Unternehmen damit rechnen, dass es zwischen 161 Millionen und 2 Milliarden Dollar für jedes Medikament zahlen muss, um den gesamten Prozess der klinischen Prüfung abzuschließen und schließlich die FDA-Zulassung zu erhalten.

Diese Kosten beziehen sich auf den Gesamtprozess, um ein neues Medikament auf den Markt zu bringen, von der Entdeckung des Medikaments über die klinischen Studien bis hin zur Zulassung. Ein Medikament durch die F&E-Phase und die FDA-Zulassungsphase zu bringen, ist ein zeit- und kostspieliger Prozess, der heutzutage durch die Technologie unterstützt werden kann. Es wird erwartet, dass die künstliche Intelligenz (KI) in Verbindung mit neuen experimentellen Technologien die Suche nach neuen Medikamenten schneller, billiger und effezienter machen wird.

KI in der Arzneimittelzulassung

Wie kann die KI zu dieser Situation beitragen? Die Antwort ist einfach – durch die Schaffung des richtigen Algorithmus. Die künstliche Intelligenz wird in der Lage sein, die Erfolgsraten eines bestimmten Medikaments zu bestimmen, bevor all diese Prozesse überhaupt begonnen haben. Durch die Berücksichtigung verschiedener Faktoren, wie zum Beispiel:

Überprüfung von Abweichungen und Änderungen in der Produktions- und Qualitätskontrolle.

Überprüfung der Chargenprotokolle auf Vollständigkeit, Integrität und Konformität.

Das System wird zudem in der Lage sein, auf der Grundlage verschiedener Kriterien die Chance einer Genehmigung zu berechnen und Entscheidungen diesbezüglich zu treffen. Auf diese Weise wird das Unternehmen wissen, welche Chancen das Medikament hat und ob es das Geld wert ist oder nicht. Die neue Art der Implementierung kann Jahre und viele Kosten sparen.

Entwicklung von Medikamenten

Die Entdeckung eines Medikaments mithilfe der KI, kann die Effizienz deutlich steigern. Nur wenige neue Unternehmen versuchen bereits, die künstliche Intelligenz zur Automatisierung des Prozesses der Arzneimittelentdeckung zu implementieren. Das maschinelle Lernen, ein Zweig der KI, kann schon heute die physikalischen und chemischen Eigenschaften kleiner Moleküle mit quantenmechanischer Genauigkeit und mit viel geringerem Zeitaufwand vorhersagen. Durch die Datenerfassung und -analyse verfolgen die Unternehmen einen Algorithmus, der die Phase der Arzneimittelentdeckung, beginnend mit den präklinischen Versuchen, positiv beeinflussen kann. Es ermöglicht einen schnelleren und kostengünstigeren Prozess.

Künstliche Intelligenz kann die Effizienz und die Ergebnisse der Arzneimittelentwicklung in allen therapeutischen Bereichen verbessern. Die Unternehmen entwickeln KI-Technologien, die das Versprechen bieten, schwerwiegende unerwünschte Ereignisse in klinischen Studien zu verhindern, indem sie Personen mit hohem Risiko bereits vor der Aufnahme in die Studie identifizieren.

Die Technologie hat das Potenzial, bei der Entdeckung und Entwicklung von Medikamenten Wellen zu schlagen. Möglicherweise könnte die Entwicklung eines neuen Medikaments in der Zukunft in Tagen statt Jahren gemessen werden, und die Kosten werden lediglich Tausende statt Milliarden betragen. Mit den Fähigkeiten der KI werden der Prozess der Arzneimittelentdeckung und -entwicklung und ihre Effizienz deutlich verbessert und somit die Pharmaindustrie revolutioniert.