DynamAI – Arzneimittel optimal dosieren mit KI

Medikamente ethisch und kostengünstig entwickeln

Traditionell erfordert die Entwicklung neuer Medikamente umfangreiche Tests in Laboren, an Tieren und schließlich in klinischen Studien an Menschen – ein zeit- und kostenintensiver Prozess. Zunehmend werden Methoden der künstlichen Intelligenz (KI) eingesetzt, um die Wirkung von Medikamenten auf den Körper vorherzusagen und die Tests an Menschen und Tieren zu minimieren. Das Start-up DynamAI bietet eine einzigartige Lösung für Probleme der Datenanalyse, Modellierung und Simulation in der Medizin, die auf Arbeiten der Abteilung System-Immunologie am Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung basiert. Das Gründungsteam entwickelt eine Online-Plattform, die die Wirkung von Medikamenten auf den Körper bei verschiedenen Dosierungen simuliert, um die optimale Dosierung zu finden.

Fundierte Vorhersagen trotz begrenzter Daten

Maschinelles Lernen (ML) ist ein vielversprechender Ansatz für solche prädiktiven Methoden. Allerdings erfordert der effektive Einsatz von ML und das Training der Modelle umfangreiche Datenmengen, was insbesondere bei der Entwicklung neuer Medikamente eine Herausforderung darstellt. DynamAI löst diese Herausforderung, indem es wissenschaftliche Literatur und experimentelle Daten integriert. „Dadurch kann das System fundierte Vorhersagen treffen – selbst bei begrenzter Datenverfügbarkeit“, berichtet Teamleiter Dr. Majid Abedi. Dieser innovative Ansatz reduziert die Abhängigkeit von umfangreichen Tierversuchen und ermöglicht effizientere, datengetriebene Testphasen.

© Majid Abedi, Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung

Dosierung optimieren, Wirksamkeit steigern

„Unsere Vorarbeiten am Helmholtz-Zentrum mit dem Antibiotikum Tobramycin haben die Stärke unserer In-Silico-Methoden deutlich gemacht“, sagt Majid Abedi. Das Antibiotikum wird zur Behandlung schwerer bakterieller Infektionen, insbesondere der Lunge, eingesetzt. Durch die Optimierung des Dosierungsschemas mittels rechnergestützter Modelle „konnten wir die Wirksamkeit des Medikaments um 22 Prozent steigern“, betont er. Die Wirkungssteigerung wurde zunächst in Computersimulationen vorhergesagt und anschließend im Labor in In-vitro-Experimenten getestet und validiert. Für den Forscher ist das ein überzeugender Beweis für das transformative Potenzial von DynamAI. Das Start-up zielt darauf ab, die Arzneimittelentwicklung effizienter, ethischer, kostengünstiger und zugänglicher zu machen. Das kommt sowohl Pharmaunternehmen als auch Patientinnen und Patienten zugute.

Hier finden Sie weitere Informationen:

• Das Paracelsus-Prinzip „Allein die Dosis macht, dass ein Ding (k)ein Gift sei“ – ein nicht mehr zeitgemäßer Lehrsatz und ätiologischer Mythos; Wolfgang Bödeker, Susanne Moebus, Springer Medizin