KI beschleunigt die Zukunft der Medikamentenentwicklung

Wichtigste Punkte

• AstraZeneca nutzt KI, um die Entdeckung von Biologika zu beschleunigen und damit Zeitpläne zu verkürzen und die Produktivität zu erhöhen.
• KI-Modelle könnten die Zeitpläne für die Arzneimittelentdeckung nach Angaben von McKinsey um bis zu 50 % verkürzen.
• Neue KI-gesteuerte Systeme zielen darauf ab, ehemals unbehandelbaren Krankheitsziele durch innovative Biologika erreichbar zu machen.

Die Entwicklung neuer Arzneimittel ist eine kostspierige und komplexe Aufgabe. Die Entwicklung eines Arzneistoffs kann viele Jahre dauern und erfordert erhebliche finanzielle Investitionen. Die meisten potenziellen Behandlungen erreichen Patienten überhaupt nicht. Dieser Prozess ist besonders herausfordernd für Biologika, also Arzneimittel aus künstlich hergestellten Proteinen. Diese Therapien bekämpfen schwerwiegende Erkrankungen, erfordern aber ein hohes Maß an Komplexität, da Wissenschaftler eine enorme Anzahl von Molekülen untersuchen müssen.

Nun beschleunigt künstliche Intelligenz (KI) diese Prozesse. Sie ist in der pharmazeutischen Forschung entscheidend geworden, besonders in der Entwicklung von Biologika. Unternehmen wie AstraZeneca bauen ihre Ingenietursteams aus, um das Potenzial von KI in diesem Bereich zu nutzen. „Alles, was wir tun, ob Entwurf, Herstellung, Tests oder Analyse, wird nun rechnergestützt verbessert", sagt Puja Sapra, Senior Vice President bei AstraZeneca. Durch die Nutzung von KI kann das Unternehmen Kandidatenmoleküle erzeugen und priorisieren und vorhersagen, welche Entwürfe am ehesten erfolgreich sind. Dieser Ansatz ermöglicht es Wissenschaftlern, ihre Bemühungen auf die besten Kandidaten zu konzentrieren, was zu schnellerem Fortschritt und der Möglichkeit führt, Krankheiten zu behandeln, die bisher als unbehandelbar galten.

Wie verändert KI die Medikamentenentwicklung?

KI beschleunigt nicht nur den Prozess, sondern ermöglicht auch die Entdeckung völlig neuer Medikamentenklassen. Traditionelle Biologika zielen typischerweise auf einen Krankheitspfad ab. Neue Arzneistoffe können jedoch mehrere Ziele treffen oder Behandlungen gezielt zu spezifischen Zellen transportieren. KI-gesteuerte Modelle helfen bei der Entwicklung dieser komplexen Biologika, indem sie Faktoren wie Wirksamkeit, Stabilität und Sicherheit eines Arzneistoffs ausbalancieren. „Das Drugging des Undruggable wird zur Realität", sagt Sapra. KI hilft Wissenschaftlern, Arzneimittel für Ziele zu entwickeln, die einst unmöglich zu erreichen schienen, und bietet bemerkenswerte potenzielle Vorteile für Patienten.

Welche Rolle spielen Daten?

Die Wirksamkeit von KI bei der Arzneimittelentdeckung hängt stark von hochwertigen Daten ab. McKinsey schätzt, dass KI und computergestützte Werkzeuge die Zeitpläne für die Arzneimittelentdeckung um bis zu 50 % verkürzen könnten. Bei AstraZeneca bilden proprietäre und vielfältige Datensätze eine Grundlage für das Training von KI-Modellen. Diese Datensätze umfassen Molekülstrukturen, Sicherheitsprofile und Herstellungsergebnisse. Experimente, ob erfolgreich oder nicht, erzeugen Daten, die zukünftige KI-Modelle informieren, was Daten zu einem kritischen Wettbewerbsvorteil in diesem Bereich macht.

Was kommt als Nächstes für KI in der Medizin?

AstraZeneca arbeitet auf eine Zukunft hin, in der KI völlig neue Proteine erzeugt, die von Grund auf entworfen werden, ein Prozess, der als „de novo"-Design bekannt ist. Dies umfasst die Erstellung neuer Proteinsequenzen, die gewünschte Arzneistoffeigenschaften erfüllen, und die Vorhersage, wie sie sich im Körper verhalten werden. Um dieses Ziel zu erreichen, sind reichhaltigere Datensätze, robuste Bewertungs-Benchmarks und Teams erforderlich, die sowohl in maschinellem Lernen als auch in Biologie versiert sind. Eine der schwierigsten Herausforderungen ist die Vorhersage der Sicherheit dieser rechnergestützt erzeugten Moleküle. AstraZeneca geht dies an, indem es fortschrittliche Zellsysteme und Organ-Modelle im Miniaturformat, gepaart mit KI, einsetzt, um klinische Studien zu simulieren und wertvolle Erkenntnisse zu gewinnen, ohne traditionelle Test-Engpässe.

Häufig gestellte Fragen

Wie wirkt sich KI direkt auf Patienten aus?

KI beschleunigt die Arzneimittelentdeckung und potenziell senkt Kosten und macht Behandlungen schneller verfügbar. Das bedeutet, dass Patienten schneller Zugang zu neuen Therapien erhalten könnten.

Warum ist KI bei Biologika wichtig?

Biologika sind komplex und zielen auf ein breites Spektrum von Krankheiten ab. KI hilft, ihre Entwicklung zu rationalisieren, indem schnell große Datenmengen analysiert werden, was zu innovativen Behandlungen führt.

Kann KI menschliche Wissenschaftler in der Arzneimittelentdeckung ersetzen?

Nein, KI ist ein Werkzeug, das die Arbeit von Wissenschaftlern verbessert. Es unterstützt bei der Datenanalyse und Molekülentwicklung, aber menschliche Überwachung ist für strategische Entscheidungen und ethische Überlegungen unverzichtbar.