Artificial Intelligence (AI) in biotechnologie: Revolutie in medicijnontwikkeling

AI-gedreven ontwikkeling van geneesmiddelen

Het traditionele ontwikkelproces van medicijnen duurt vaak lang, vereist grote investeringen en gaat gepaard met ‘trial and error’. AI heeft zich echter ontpopt als een gamechanger op dit gebied. Veel farmaceutische en biotechbedrijven zetten AI in om hun R&D te versnellen en te verbeteren. Met op AI-gebaseerde platforms kunnen miljoenen producten worden gescreend om zo hun werkzaamheid en veiligheid te voorspellen. Dit versnelt de initiële fases van de ontwikkeling van een nieuw geneesmiddel en maakt het mogelijk om met minder middelen en sneller nieuwe medicijnen op de markt te brengen. Daarnaast kan AI bestaande medicijnen optimaliseren door nieuwe toepassingen, doseringen en combinaties te identificeren. Dat leidt tot een hoger slagingspercentage van klinische studies. AI vermindert zo de kosten voor de ontwikkeling van medicijnen, waardoor de prijzen van nieuwe medicijnen kunnen dalen.

Verbeterde diagnoses en gepersonaliseerde behandelingen

Het potentieel van AI om een revolutie teweeg te brengen in de gezondheidszorg gaat verder dan het ontdekken van medicijnen. Algoritmen voor machine learning kunnen complexe patiëntgegevens verwerken, waaronder medische dossiers, diagnostische beeldvorming en genetische profielen. Daardoor worden ziektes eerder gesignaleerd en zijn diagnoses nauwkeuriger.

Zorgverleners kunnen met deze technologie beter onderbouwde beslissingen nemen en gepersonaliseerde behandelingen inzetten, afgestemd op de unieke kenmerken van elke patiënt.

Bovendien kan AI genetische gegevens analyseren om markers te identificeren die verband houden met specifieke ziekten of reacties op medicijnen. Daardoor neemt de kans op een succesvolle behandeling toe en worden bijwerkingen tot een minimum beperkt.

AI bij de portfoliobedrijven van Aescap

Uit een recent onderzoek onder onze portfoliobedrijven blijkt dat de meerderheid AI om verschillende redenen inzet. Bijna alle bedrijven hebben interne AI-teams of gebruiken de expertise van gespecialiseerde externe AI-biotechadviesbureaus. Momenteel zijn er daar wereldwijd al ongeveer 180 van. Een van hen, Schrodinger Inc, verkoopt zijn diensten nu al aan meer dan 800 biotechbedrijven.

Sophia Genetics

De missie van Aescap Genetics’ portfoliobedrijf Sophia Genetics is om te bouwen aan de toekomst van AI-ondersteunde geneeskunde. De onderneming integreert multimodale biomedische gegevens van patiënten, geeft bestaande datasilo’s vrij en ontwikkelt modellen voor machine learning om bruikbare informatie te produceren die professionals in de gezondheidszorg ondersteunt bij het verbeteren van de behandeling van patiënten.

Sophia Genetics verkoopt zijn van AI afgeleide diagnostische diensten aan ongeveer 800 ziekenhuizen wereldwijd. Het bedrijf heeft zich in eerste instantie gericht op het verbeteren van diagnoses in de oncologie en erfelijke aandoeningen. Daarbij is het combineren van genomische en fenotypische informatie van vitaal belang voor het ondersteunen bij behandelkeuzes en medicijnontwikkeling. Het is nu de service aan het uitbreiden naar andere ziektegebieden zoals cardiologie en neurologie.

Ook de eerste farmaceutische bedrijven hebben hun weg gevonden naar Sophia Genetics. AstraZeneca is een van de grotere klanten en wil met de samenwerking klinische studies versnellen, de markttoegang van medicijnen ondersteunen en klinische besluitvorming verbeteren. Artsen kunnen dan de best mogelijke behandelmethodes selecteren.

Evotec

Evotec gebruikt machine learning en AI-tools voor het voorspellen en verbeteren van de maakbaarheid van op eiwit gebaseerde geneesmiddelen plus voor het ontwikkelen van geavanceerde technologieën om productieprocessen te optimaliseren. Geoptimaliseerde medicijnen en gemakkelijk schaalbare productieprocessen zijn de sleutel tot lagere productiekosten. Ze leveren een belangrijke bijdrage aan het ontwikkelen van innovatieve medicijnen tegen betaalbare prijzen. Evotec werkt met behulp van intelligente, datagestuurde technologieën en platformen aan gepersonaliseerde, preventieve en voorspelbare behandelingen. Daarmee versnelt het de toegang tot preciezere en effectievere geneesmiddelen.

Uitdagingen en ethische overwegingen

Naast alle kansen brengt de integratie van AI in de ontwikkeling van medicijnen ook uitdagingen en ethische overwegingen met zich mee. De afhankelijkheid van algoritmes leidt tot vragen over transparantie, verantwoordingsplicht en mogelijke vooroordelen binnen besluitvormingsprocessen. Het waarborgen van de privacy van patiënten en het veilig omgaan met gevoelige medische gegevens zijn kritieke aspecten die strenge regelgeving vereisen.

AI vormt de toekomst van de geneeskunde

Kunstmatige intelligentie brengt een revolutie teweeg in de ontwikkeling van de geneeskunde. Het is geen hype, maar echt een blijvertje. Bij verstandig gebruik heeft AI een enorme toegevoegde waarde. Voor patiënten, artsen, biotechbedrijven en ook voor ons als stockpickers. AI zorgt voor een revolutie in de gezondheidszorg, een paradigmaverschuiving die de toekomst van de geneeskunde zal bepalen.

AI bij Aescap

Ook wij maken steeds meer gebruik van AI. In onze due diligence, bij het bepalen van het momentum van onze (toekomstige) portfoliobedrijven en als sparringpartner bij eindeloos veel andere onderwerpen.

Jefferies: Gebieden waarop AI Biotech in 10 jaar zou kunnen transformeren

Biotechanalisten van investeringsbank Jefferies deelden hun voorspellingen over wat AI zou kunnen bereiken voor patiënten, artsen en biotechbedrijven in het bijzonder.

• AI zal de genetische risicofactoren identificeren bij ziekten die worden veroorzaakt door meerdere genetische mutaties.
• AI kan alle complexe biochemische systemen en verbindingen in het menselijk lichaam voorspellen of kennen en met nieuwe targets komen om een ziekte te behandelen.
• AI bedenkt en genereert dan een nieuw, bijvoorbeeld op eiwitten gebaseerd medicijn en een structuur vanaf nul om een gewenste functie te hebben. Bijvoorbeeld: “Bouw voor mij een eiwit met verlengde halfwaardetijd dat dit enzym kan transporteren om deze receptor uit te schakelen”.
• AI kan ligand/receptor interacties modelleren om het beste medicijn met kleine moleculen te vinden.
• AI kan diermodellen en orgaanmodellen volledig repliceren (op basis van voldoende datapunten) om hun rol of vereiste in preklinische tests te vervangen en zo jaren van testen te besparen.

• AI zal dan de beste subset vinden van patiënten die het meeste baat hebben van het medicijn.
• AI zal specifieke prognostische informatie geven om een betere diagnose te stellen en de patiënt te behandelen dan een arts zou kunnen. “Wat is de prognose, gegeven de behandelgeschiedenis en tumorbiologie van de patiënt?” “Kijkend naar het genoom, epigenoom, transcriptoom, proteoom en andere datapunten, zal deze patiënt waarschijnlijk niet reageren op dit medicijn, maar zou hij wel moeten reageren op dit medicijn.”
• AI zal in staat zijn om de productie en opbrengst te verbeteren en factoren te identificeren die van invloed zijn op de productie en opbrengst.
• AI kan het genotype en fenotype van een menselijke soort voorspellen, rekening houdend met alle regulerende mechanismen in het lichaam en op basis van genetische sequenties die van ouders zijn overgenomen.

Woordenlijst

• Een ligand is een molecuul dat zich bindt aan een receptor, meestal een eiwit, om een biologische reactie te starten. In de context van de ontdekking van medicijnen verwijst een ligand naar een verbinding van kleine moleculen die een interactie aangaat met een specifiek doeleiwit.
• Een receptor is een eiwit op het oppervlak of in de cel dat specifieke moleculen, zoals liganden, herkent en zich eraan bindt. De binding van een ligand aan zijn receptor zet vaak een signaalcascade of andere biochemische processen in gang.
• Genotype verwijst naar de genetische samenstelling van een individueel organisme. Het vertegenwoordigt de specifieke combinatie van genen die een individu bezit. Het genotype omvat alle genen die aanwezig zijn in het DNA van een individu. Het genotype bepaalt de mogelijke reeks eigenschappen en kenmerken die een individu kan erven of doorgeven aan zijn nakomelingen.
• Fenotype verwijst naar de waarneembare eigenschappen of kenmerken van een individu die het resultaat zijn van de interactie tussen het genotype en de omgeving. Het vertegenwoordigt de fysieke uitdrukking of manifestatie van de genen. Fenotypische kenmerken kunnen fysieke kenmerken zoals lengte, haarkleur, oogkleur en gelaatstrekken omvatten, evenals fysiologische kenmerken zoals metabolisme, bloedgroep en vatbaarheid voor bepaalde ziekten. Daarnaast maken gedrags- en cognitieve kenmerken, zoals intelligentie of temperament, ook deel uit van het fenotype.