Wie künstliche Intelligenz dabei hilft, Medikamente schneller als je zuvor zu entdecken

Die Entdeckung eines neuen Medikaments dauerte früher über zehn Jahre und kostete Milliarden von Dollar. Doch mit dem Aufkommen künstlicher Intelligenz (KI) verändert sich dieser Prozess. Dank Algorithmen, die aus großen Datenmengen lernen, konnte die Medizin die Medikamentenentwicklung beschleunigen , neue Wirkstoffkombinationen finden und klinische Studien optimieren. Diese digitale Revolution könnte die Art und Weise, wie wir Krebs, seltene Krankheiten und andere komplexe Leiden bekämpfen, für immer verändern.

Die Entwicklung eines herkömmlichen Arzneimittels umfasst mehrere Phasen:

• Identifizieren Sie ein aktives Molekül , das eine Krankheit beeinflussen kann
• Testen Sie es in Zell- und Tiermodellen
• Bewerten Sie die Sicherheit und Wirksamkeit in klinischen Studien am Menschen
• Holen Sie die Genehmigung von Aufsichtsbehörden wie der FDA ein

Dieser Prozess ist nicht nur kostspielig und langwierig, sondern weist auch eine hohe Ausfallrate auf: 9 von 10 Medikamenten gelangen nie auf den Markt . Die Gründe dafür reichen von mangelnder Wirksamkeit bis hin zu unerwarteten Nebenwirkungen.

KI in der Medizin nutzt maschinelle Lernmodelle, um Millionen von Datenpunkten aus genetischen Studien, medizinischen Bildern, klinischen Ergebnissen und der wissenschaftlichen Literatur zu analysieren . Anhand dieser Daten kann sie:

• Vorhersage der Wirkung eines Moleküls im menschlichen Körper
• Schlagen Sie neue Kombinationen bestehender Medikamente vor
• Verborgene Muster bei Krankheiten erkennen
• Optimierung des Designs klinischer Studien
• Reduzierung der Fehlerquote bei Labortests

Anstatt Tausende manueller Tests durchzuführen, können Algorithmen chemische und biologische Reaktionen in Sekundenschnelle simulieren und die besten Optionen für die Umsetzung herausfiltern.

Die Vorteile der KI tragen in der Praxis bereits Früchte. Einige bemerkenswerte Beispiele:

Im Jahr 2020 entwickelte Exscientia in Zusammenarbeit mit Sumitomo Dainippon Pharma das erste vollständig mithilfe künstlicher Intelligenz entwickelte Medikament zur Behandlung von Zwangsstörungen. Von der Idee bis zur klinischen Erprobung dauerte es nur 12 Monate – ein Branchenrekord.

Während der Pandemie halfen KI-Tools dabei, bestehende Medikamente umzufunktionieren und so die Suche nach wirksamen Behandlungen zu beschleunigen. Sie wurden auch eingesetzt, um Virusvarianten vorherzusagen und effizientere Impfstoffe zu entwickeln.

Im Jahr 2023 nutzten MIT-Forscher künstliche Intelligenz, um ein Antibiotikum zu finden, das Bakterien eliminieren kann, die gegen gängige Behandlungen resistent sind . Das Modell analysierte innerhalb weniger Tage mehr als 100 Millionen Verbindungen.

Der Einsatz künstlicher Intelligenz bei der Arzneimittelforschung bietet zahlreiche Vorteile:

• Reduzieren Sie die Entwicklungszeit von Jahren auf Monate
• Reduziert die Forschungskosten durch Vermeidung unnötiger Tests
• Verbessert die Genauigkeit der Identifizierung therapeutischer Ziele
• Erhöht die Sicherheit durch Vorwegnahme möglicher Nebenwirkungen
• Es fördert die personalisierte Medizin durch die Entwicklung maßgeschneiderter Behandlungen für jeden Patienten.

Darüber hinaus kann KI die Erforschung seltener oder vernachlässigter Krankheiten beschleunigen, bei denen die Ressourcen oft knapp sind.

Obwohl KI enorme Chancen bietet, bringt ihre Anwendung in der Medizin auch Herausforderungen mit sich:

• Transparenz von Algorithmen : Oft ist nicht bekannt, wie der Algorithmus zu bestimmten Schlussfolgerungen gelangt (Problem des „Black-Box-Algorithmus“).
• Der Datenschutz bei medizinischen Daten muss streng geschützt werden.
• Notwendigkeit menschlicher Überwachung , da Modelle Fehler machen können, wenn die Eingabedaten ungenau sind
• Ungleichheit beim Zugang zu Technologie , die die Kluft zwischen Ländern oder medizinischen Zentren vergrößern könnte

Daher sind sich viele Experten einig, dass KI ein Werkzeug sein sollte, das den Arzt ergänzt und nicht ersetzt.

Künstliche Intelligenz verändert die Pharmaindustrie grundlegend. Ihre Fähigkeit, große Datenmengen zu analysieren und in Rekordzeit Lösungen zu finden, könnte die Entwicklung von Behandlungen für derzeit unheilbare Krankheiten beschleunigen. Obwohl es noch ein weiter Weg ist, ist die Zukunft der Medizin zunehmend mit der Zusammenarbeit zwischen Wissenschaft und Technologie verbunden.