Laut Prognosen von Univdatos Market Insights wächst der Markt für KI in der Arzneimittelforschung voraussichtlich um 42.4 % und wird bis 28.4 2030 Milliarden USD erreichen
- Vikas Kumar
- 30. Juli 2024
- GESUNDHEITSWESEN, AKTUELLES
- KI in der Arzneimittelforschung, Entdeckung von Krebsmedikamenten, künstliche Intelligenz
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Wichtigste Highlights des Berichts:
- Die Entdeckung und Entwicklung von Medikamenten (D&D) ist kostspielig und zeitaufwändig. Laut Berichten aus Fachzeitschriften betragen die durchschnittlichen Kosten für die Entdeckung und Entwicklung neuer Arzneimitteltherapien 2.6 Milliarden US-Dollar und der Entwicklungszyklus dauert über 10 Jahre. Die meisten Therapiekandidaten werden schon früh in der klinischen Studie verworfen, insbesondere in präklinischen Studien und Phase-1-Studien, da die Entwicklungstestmöglichkeiten begrenzt sind, was sich direkt auf die hohen Kosten und langen Entwicklungszyklen auswirkt.
- KI-Lösungen für klinische Studien beseitigen potenzielle Engpässe, verkürzen den klinischen Studienzyklus und verbessern die Effizienz und Präzision klinischer Studien. Infolgedessen erfreuen sich diese hochmodernen KI-Lösungen bei Akteuren der Biowissenschaftsbranche zunehmender Beliebtheit. Schätzungen von Clinical Trials Arena für 2021 zufolge ist die Zahl der strategischen Allianzen und Partnerschaften zwischen den vier führenden KI-basierten Unternehmen in der Arzneimittelforschung und Pharmaunternehmen von 4 im Jahr 2015 auf 27 im Jahr 2020 gestiegen.
- Die Digitalisierung der biomedizinischen und klinischen Forschung ebnet den Weg für KI-Lösungen. Die enormen Datenmengen, die bei der Arzneimittelentdeckung, auch in der Phase des Molekülscreenings und in präklinischen Studien, generiert werden, erhöhen die Nachfrage nach KI-gestützten Lösungen.
Laut einem neuen Bericht von Univdatos Market Insights, KI auf dem Markt für Arzneimittelentdeckung, wird voraussichtlich im Jahr 28.4 2030 Milliarden USD erreichen und damit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate von 42.4 % entsprechen. Die Entdeckung und Entwicklung eines neuen therapeutischen Kandidaten ist einer der mühsamsten und zeitaufwändigsten Prozesse der Welt. Das größte Problem bei D&D ist die hohe Ausfallrate. Dies ist größtenteils auf den Versuch-und-Irrtum-Ansatz zurückzuführen, der bei der Arzneimittelentdeckung verwendet wird. Weniger als 1 % der pharmakologischen Arzneimittelkandidaten werden in Arzneimittelkandidaten für klinische Studien umgewandelt. Experten schätzen, dass fast 90 % der in diesen Studien in Betracht gezogenen Arzneimittelkandidaten im Entwicklungszyklus nicht weiterkommen. Dies führt zu hohen Kosten. Ein verschreibungspflichtiges Medikament braucht normalerweise 10 bis 15 Jahre und kostet durchschnittlich 1 bis 2 Milliarden US-Dollar, um vom Labor auf den Markt zu gelangen. Etwa ein Drittel der oben genannten Kosten entsteht während der Arzneimittelentdeckungsphase. Um diese Herausforderungen wie steigende Kapitalanforderungen und Programmfehler im Spätstadium zu bewältigen, untersuchen Pharmaunternehmen den Einsatz von KI-basierten Tools, um ihre Arzneimittelentdeckungs- und -entwicklungsprozesse mithilfe chemischer und biologischer Informationen zu verbessern. Es wird erwartet, dass die KI-basierte Arzneimittelentdeckung in der Lage sein wird, große Mengen klinischer/medizinischer Daten zu verarbeiten und zu analysieren und diese zur Verbesserung moderner Arzneimittelentdeckungsbemühungen zu nutzen.
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Der Bericht legt nahe, dass die kostspieliger und langwieriger Prozess der Arzneimittelverabreichung ist einer der Hauptfaktoren, die den Markt für KI in der Arzneimittelentdeckung in den kommenden Jahren antreiben. Die Entwicklung eines neuen Medikaments dauert typischerweise 10-15 Jahre und kostet durchschnittlich bis zu 2.8 Milliarden Dollar. 80-90 % der Medikamentenfehler ereignen sich in der Klinik, wobei die Mehrheit der klinischen Misserfolge auf Phase-II-PoC-Studien entfällt. Während die Anzahl der von Aufsichtsbehörden wie der US-amerikanischen FDA zugelassenen NMEs im letzten Jahrzehnt (2010-2019) im Vergleich zum vorherigen Jahrzehnt gestiegen ist, sind die Kosten für die Markteinführung eines neuen Medikaments deutlich gestiegen. Zu den wichtigsten Faktoren, die zur Steigerung der Kosten für pharmazeutische Innovationen beitragen, zählen verlorene Investitionen durch klinische Abbrüche im späten Stadium, ein strengeres Regulierungsregime, das eine hohe Messlatte für die Zulassung anlegt, und gestiegene Kosten für klinische Studien, insbesondere für zulassungsrelevante Studien. Diese Faktoren treiben Innovationen und die Einführung neuer Technologien durch Pharma- und Biotechunternehmen voran, um die Produktivität zu verbessern, Kosten zu senken und langfristige Nachhaltigkeit zu gewährleisten.
Nur eine von 5,000 bis 10,000 Verbindungen wird im Arzneimittelentdeckungsprozess als Arzneimittelkandidat für eine bestimmte Erkrankung zugelassen. KI in der Arzneimittelentdeckung hat das Potenzial, den Zeit- und Kostenaufwand für die Markteinführung neuer Medikamente drastisch zu reduzieren. Sie bietet auch das Potenzial, neue Behandlungen für Erkrankungen zu entdecken, die bisher schwer zu behandeln waren.
Abb. 1: Top-Länder für KI in Startups zur Arzneimittelforschung, 2021
Mehrere Akteure auf diesem Markt entwickeln Plattformen, die bei der Arzneimittelforschung helfen können. Zum Beispiel
- Google Cloud hat im Mai 2023 zwei neue KI-gestützte Lösungen auf den Markt gebracht: die Target and Lead Identification Suite und die Multiomics Suite, die Arzneimittelforschungsunternehmen, Pharmaunternehmen und Organisationen des öffentlichen Sektors dabei helfen sollen, ihre Bemühungen im Bereich Arzneimittelentwicklung und Präzisionsmedizin zu beschleunigen. Die Target and Lead Identification Suite ermöglicht eine effizientere Arzneimittelentwicklung in silico, sagt Proteinstrukturen voraus und beschleunigt die Lead-Optimierung bei der Arzneimittelforschung. Die beiden KI-gestützten Google Cloud-Suiten helfen dabei, ein seit langem bestehendes Problem in der Biopharmaindustrie zu lösen: ein neues Arzneimittel auf den US-Markt zu bringen, was zeitaufwändig und kostspielig sein kann. Mehrere Unternehmen, darunter der Pharmakonzern Pfizer, haben bereits begonnen, diese Produkte zu verwenden.
- Im März 2023 fügte Insilico Medicine seiner PandaOmicms-Plattform eine spezielle KI-Chat-Funktion namens „ChatPandaGPT“ hinzu. Diese Integration ermöglicht es Forschern, „Gespräche in natürlicher Sprache“ mit der Plattform zu führen, wodurch sie große Datensätze analysieren und potenzielle therapeutische Ziele und Biomarker effektiver entdecken können.
Onkologie-Segment gewinnt auf dem Markt an maximaler Zugkraft
Die Entdeckung onkologischer Medikamente mithilfe künstlicher Intelligenz beschleunigt die Entdeckung von Krebsmedikamenten. Das Segment der Entdeckung onkologischer Medikamente dürfte in naher Zukunft wachsen, da die Zahl der Krebserkrankungen zunimmt. Nach Schätzungen der American Cancer Society 2022 ist Krebs die zweithäufigste Todesursache in den USA. Bis 609,360 werden voraussichtlich über 2022 neue Krebsfälle auftreten. KI beschleunigt die Arzneimittelentdeckung für Krebsmedikamente durch maschinelles Lernen und den Einsatz von Deep-Learning-Algorithmen. Mithilfe von Deep Learning können Arzneimittelkandidaten in einer neuen Molekülstruktur entworfen und ihre Reaktionen vorhergesagt werden. Laut einer 2022 in Nature veröffentlichten Studie ist KI bei der Identifizierung neuer Medikamente und Zielmoleküle zur Krebsbekämpfung in biologischen Netzwerken hilfreich. Biologische Netzwerke helfen dabei, die Wechselwirkungen zwischen den Komponenten von Krebszellen zu bewahren und zu bewerten. Die Modellierung zellulärer Netzwerke hilft dabei, den Rahmen zu quantifizieren, der Netzwerkeigenschaften und Krebs mithilfe der KI-Biologieanalyse verbindet. KI beschleunigt die Entdeckung von Krebsmedikamenten in der Onkologie. Darüber hinaus nutzen mehrere Akteure auf dem Markt künstliche Intelligenz (KI) im Bereich der Entdeckung von Krebsmedikamenten. So gab beispielsweise Model Medicines, ein Unternehmen für die Entdeckung und Entwicklung von Krebsmedikamenten, im Oktober 2022 bekannt, dass es Krebsmedikamente entwickeln wird, die auf die AXL- und BRD4-Rezeptoren abzielen. Im Juni 2022 erhielt ein weiterer Entwickler von Krebsmedikamenten, Schrödinger sro, von der US-amerikanischen Food and Drug Administration (USFDA) die Genehmigung für seinen Investigational New Drug Application (INDA) für ein Medikament namens SGR-1505, einen Inhibitor des MALT1-Rezeptors. Das Unternehmen entwickelt Krebsmedikamente mithilfe einer physikbasierten Softwareplattform. Aufgrund der laufenden Forschung und klinischen Arzneimittelentdeckung mithilfe von KI sowie wichtiger Entwicklungen durch Marktteilnehmer und Pharmaunternehmen dürfte der Onkologiemarkt in den kommenden Jahren deutlich wachsen.
Fazit
Wenn wir uns mit der Zukunft der Arzneimittelforschung befassen, ist die Integration von Artificial Intelligence (AI) in diesem Sektor ist ein Hoffnungsschimmer bei der Bewältigung der langjährigen Herausforderungen hoher Kosten, langer Entwicklungszyklen und der entmutigenden Ausfallraten, die die Pharmaindustrie in der Vergangenheit geplagt haben. Die Synthese von KI-Technologien mit den komplexen Prozessen der Arzneimittelentdeckung ebnet den Weg für eine neue Ära, in der die entmutigenden Zahlen von 2.6 Milliarden Dollar an Kosten und über einem Jahrzehnt Entwicklungszeit nicht mehr die Norm sind. Durch strategische Allianzen und die Digitalisierung der biomedizinischen Forschung ermöglicht KI einen bedeutenden Sprung in der Art und Weise, wie wir an die Entdeckung neuer Therapeutika herangehen. Der Einsatz von KI-gesteuerten Lösungen bei der Navigation der riesigen Datenmengen, die während der Arzneimittelentdeckungsprozesse generiert werden, ist ein Beispiel für den Übergang zu innovativeren und effektiveren Methoden. Darüber hinaus steht insbesondere das Onkologiesegment an der Schwelle zu revolutionären Fortschritten mit KI. Die Integration von KI in die onkologische Arzneimittelentdeckung beschleunigt nicht nur die Entdeckung von Krebsmedikamenten, sondern eröffnet auch neue Wege für Behandlungen, die zuvor unerreichbar waren. Da Krebs weltweit nach wie vor eine der häufigsten Todesursachen ist, ist die Rolle der KI in diesem Bereich für Millionen ein Hoffnungsschimmer. Das Unternehmen steht an diesem entscheidenden Punkt und die Entwicklung der KI in der Arzneimittelforschung läutet eine Zukunft ein, in der die Entwicklung lebensrettender Medikamente nicht durch Ineffizienzen und exorbitante Kosten behindert wird. Die Zusammenarbeit zwischen Technologiegiganten und Pharmaunternehmen sowie die innovativen Plattformen und Lösungen, die entwickelt werden, deuten auf einen Sektor hin, der reif für eine Transformation ist. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass der Markt für KI in der Arzneimittelforschung am Rande einer Revolution steht, die von der Notwendigkeit angetrieben wird, die Barrieren traditioneller Arzneimittelforschungsprozesse zu überwinden.
