Künstliche Intelligenz Wie sich die Entwicklung von Medikamenten beschleunigen lässt

Wo kann KI in der Pharmaproduktion nützen? Quelle: imago images

Langwierig, teuer und voller Risiken. Die Entwicklung neuer Medikamente gleicht der Suche nach einer Nadel im Heuhaufen. Die Nutzung künstlicher Intelligenz soll die Chancen verbessern und die Kosten verringern.

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Als Joachim Kreuzburg um die Jahrtausendwende seine Karriere beim Göttinger Laborzulieferer Sartorius begann, wusste die Welt noch nicht viel über künstliche Intelligenz, monoklonale Antikörper oder Zell- und Gentherapien. Den enormen technologischen Wandel der Pharmaindustrie hat Kreuzburg dann aus nächster Nähe miterlebt – Sartorius liefert Pharmakonzernen und Impfstoff-Herstellern nahezu alles, was diese für ihre Forschung und Entwicklung benötigen. Kreuzburg, seit 2005 an der Spitze von Sartorius, ist mittlerweile einer der dienstältesten Chefs eines Dax-Konzerns.

Mittels Zell- und Gentherapien etwa lassen sich bereits heute einige genetische Defekte in Körperzellen behandeln. „Zu diesen Feldern gibt es auch in Deutschland tolle Forschungsergebnisse, das findet nicht nur in den USA statt“, sagt Kreuzburg im WirtschaftsWoche-Podcast „Chefgespräch“ mit Chefredakteur Beat Balzli. Die neuen Therapien in der Biomedizin sind ein Anwendungsgebiet für die Nutzung künstlicher Intelligenz in der Pharmaindustrie. Die Leistungsfähigkeit solcher Systeme, bei den Hochleistungscomputer in kürzester Zeit zahlreiche Aufgaben lösen und Informationen verarbeiten, sei deutlich gestiegen, sagt Kreuzburg: „Ein hochinteressantes Feld“.

Hören Sie hier das gesamte Gespräch mit Sartorius-Chef Kreuzburg.

Nur jedes zehnte Präparat kommt durch

Was er damit meint, hat der Sartorius-Chef vor einigen Monaten bei einem Vortrag deutlich gemacht. Künstliche Intelligenz helfe den Herstellern, bei der Entwicklung von Medikamenten Zeit und Kosten zu sparen. Das ist auch nötig, denn die Forschung und Erprobung eines neuen Medikaments ist langwierig und teuer. Die Kosten pro Präparat liegen bei bis zu zwei Milliarden Euro. Insgesamt dauern Forschung und Entwicklung für ein neues Medikament meist zehn Jahre und mehr. Der Erfolg bleibt dennoch ungewiss: Selbst, wenn ein Präparat so weit gediehen ist, an Menschen getestet zu werden, liegt die Erfolgswahrscheinlichkeit nur bei zehn Prozent. Alle neun Jahre verdoppelten sich zudem die Kosten für die Medikamenten-Entwicklung, sagt Kreuzburg. Und die Datenmengen wachsen exponentiell.

Noch gibt es allerdings kein Medikament, das komplett auf der Basis künstlicher Intelligenz entwickelt wurde. Wer sich bei Medikamenten-Herstellern umhört, findet jedoch eine Reihe vielversprechender Ansätze:

  • Künstliche Intelligenz hilft, die exponentiell wachsenden Datenmengen zu bewältigen. Täglich erscheinen etwa acht- bis zehntausend neue Seiten mit wissenschaftlichen Publikationen. Intelligente Rechner können dabei das Wichtigste herauszufiltern und den jeweiligen Spezialisten maßgeschneiderte Fachliteratur-Kollektionen liefern, aber auch Einblicke in benachbarte Fachgebiete ermöglichen. So lässt sich der Austausch unter den Teildisziplinen fördern. Der Pharmakonzern Abbvie arbeitet an der Umsetzung solcher Ideen.
  • Auch klinische Tests, mit denen die Wirksamkeit und Tauglichkeit eines Medikaments geprüft wird, lassen sich verkürzen. Bei diesen Tests erhält eine Gruppe von Probanden das zu prüfende Medikament. Die andere Gruppe, die sogenannte Kontrollgruppe, erhält ein Scheinmedikament (Placebo). Dank künstlicher Intelligenz ist es bereits gelungen, die Kontrollgruppe aus bereits vorhandenen Patientendaten virtuell zu simulieren. Die Auswertung der Daten lässt sich so beschleunigen – und außerdem Zeit und Kosten sparen. Der Schweizer Pharmakonzern Roche hat bereits erste Erfahrungen mit virtuellen Kontrollgruppen gesammelt.
  • Beim französischen Pharma-Hersteller Sanofi setzen die Forscher darauf, zehntausende Substanzen parallel zu untersuchen. Die Rechner analysieren die verschiedenen Moleküle dabei auf gewünschte Eigenschaften hin – so lassen sich die besten Wirkstoffkandidaten schneller herausfinden.

Chance für Deutschland

Wer allerdings nach konkreten Resultaten fragt, wird meist enttäuscht. Eine Aussage dazu, um wie viele Monate oder Jahre künstliche Intelligenz die Entwicklung von Medikamenten verkürzen kann, traut sich bislang kaum ein Experte zu. Sartorius-Chef Kreuzburg findet, dass die Chemieindustrie der biopharmazeutischen Industrie bei der Nutzung künstlicher Intelligenz voraus ist. Eine große Chance sind die neuen Technologien allemal, gerade in Deutschland besteht noch Nachholbedarf.

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Dass sich die Entwicklung eines Medikaments auch ohne den großflächigen Einsatz künstlicher Intelligenz beschleunigen lässt, hat zuletzt Biontech gezeigt. Bei der Entwicklung seines Corona-Impfstoff verdichtete und verkürzte das Mainzer Biotechunternehmen – in Absprache mit der Zulassungsbehörde – die Prozesse. Arbeitsschritte wurden nicht nacheinander, sondern parallel durchgeführt. Innerhalb von nur elf Monaten war dann das Corona-Vakzin gefunden.

Hören Sie hier den „Chefgespräch“-Podcast mit WiWo-Chefredakteur Beat Balzli, in dem Satorius-Chef Joachim Kreuzburg erzählt, wie Sartorius mit dem Ukrainekrieg umgeht und warum es falsch wäre, auf schnelle Krebsmedikamente zu setzen.

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