Penemuan obat pertama AI: Bisakah robot membantu ilmuwan menemukan obat farmasi baru?

• Penulis:
• nama penulis

  Pandangan ke Depan Quantumrun
• 22 Agustus 2022

Ringkasan wawasan

Biaya tinggi dan tingkat kegagalan dalam pengembangan obat tradisional mendorong perusahaan farmasi untuk berinvestasi dalam teknologi kecerdasan buatan (AI) guna meningkatkan efisiensi penelitian dan menurunkan biaya. AI mentransformasi industri dengan secara cepat mengidentifikasi target obat baru dan memungkinkan perawatan yang dipersonalisasi. Pergeseran menuju AI ini mengubah lanskap farmasi, mulai dari mengubah persyaratan pekerjaan bagi ahli kimia hingga memicu perdebatan mengenai hak kekayaan intelektual AI.

Konteks penemuan obat pertama AI

Proyek pengembangan obat tipikal menelan biaya USD 2.6 miliar. Tekanannya tinggi bagi para ilmuwan, karena 9 dari 10 kandidat terapi tidak mencapai persetujuan peraturan. Akibatnya, perusahaan farmasi secara agresif berinvestasi dalam platform AI selama tahun 2020-an untuk meningkatkan kemanjuran penelitian sambil menurunkan biaya. 

Teknologi AI yang berbeda digunakan dalam penemuan obat, termasuk pembelajaran mesin (ML), pemrosesan bahasa alami (NLP), dan visi komputer. ML menganalisis data dari berbagai sumber, termasuk literatur ilmiah, uji klinis, dan catatan pasien. Informasi ini kemudian dapat digunakan untuk mengidentifikasi pola yang mungkin menyarankan target obat baru atau mengarah pada pengembangan pengobatan yang lebih efektif. NLP, model prediksi berbasis bahasa, digunakan untuk menggali data dari literatur ilmiah, yang dapat menyoroti cara-cara baru untuk mengembangkan obat yang ada. Akhirnya, visi komputer menganalisis gambar sel dan jaringan, yang dapat mengidentifikasi perubahan yang terkait dengan penyakit.

Contoh perusahaan farmasi yang menggunakan AI untuk mengembangkan obat baru adalah Pfizer, yang menggunakan IBM Watson, sistem ML yang dapat meneliti obat-obatan imuno-onkologi secara ekstensif. Sementara itu, Sanofi yang berbasis di Prancis telah bermitra dengan perusahaan rintisan Inggris Exscientia untuk membuat platform AI untuk mencari terapi penyakit metabolik. Anak perusahaan Swiss, Roche, Genentech, menggunakan sistem AI dari GNS Healthcare yang berbasis di AS untuk memimpin pencarian perawatan kanker. Di Cina, startup biotek Meta Pharmaceuticals mendapatkan pendanaan awal sebesar USD $15 juta untuk mengembangkan perawatan penyakit autoimun menggunakan AI. Perusahaan ini diinkubasi oleh perusahaan penemuan obat lain yang dibantu AI, Xtalpi.

Dampak yang mengganggu

Mungkin penerapan paling praktis dari penemuan obat pertama AI adalah pengembangan obat terapeutik pertama untuk COVID-19, yaitu obat antivirus yang disebut Remdesivir. Obat tersebut awalnya diidentifikasi sebagai kemungkinan pengobatan untuk virus tersebut oleh para peneliti di Gilead Sciences, sebuah perusahaan bioteknologi di California, dengan menggunakan AI. Perusahaan menggunakan algoritma untuk menganalisis data dari database GenBank, yang berisi informasi tentang semua urutan DNA yang tersedia untuk umum.

Algoritme ini mengidentifikasi dua kandidat yang mungkin, yang disintesis dan diuji oleh Gilead Sciences terhadap virus COVID-19 di piring laboratorium. Kedua kandidat tersebut terbukti efektif melawan virus. Salah satu kandidat ini kemudian dipilih untuk pengembangan dan pengujian lebih lanjut pada hewan dan manusia. Remdesivir pada akhirnya terbukti aman dan efektif, dan disetujui untuk digunakan oleh Badan Pengawas Obat dan Makanan AS (FDA).

Sejak itu, perusahaan dan organisasi telah berkolaborasi untuk menemukan lebih banyak pengobatan COVID-19 menggunakan sistem AI. Pada tahun 2021, 10 perusahaan bersatu untuk menciptakan IMPECCABLE (Integrated Modeling Pipeline for COVID Cure by Assessing Better Leads). Organisasi-organisasi ini termasuk Rutgers University, University College London, Departemen Energi AS, Leibniz Supercomputing Center, dan NVIDIA Corporation.

Proyek ini merupakan rangkaian simulasi AI yang menjanjikan percepatan penyaringan calon obat COVID-19 50,000 kali lebih cepat dibandingkan metode yang ada saat ini. IMPECCABLE menggabungkan berbagai pemrosesan data, pemodelan dan simulasi berbasis fisika, dan teknologi ML untuk menciptakan AI yang menggunakan pola dalam data untuk membangun model prediktif. Berbeda dengan metode pada umumnya, di mana para ilmuwan harus berpikir hati-hati dan mengembangkan molekul berdasarkan pengetahuan mereka, jalur pipa ini memungkinkan para peneliti untuk secara otomatis menyaring sejumlah besar bahan kimia, sehingga secara dramatis meningkatkan kemungkinan menemukan kandidat yang mungkin.

Implikasi dari penemuan obat pertama AI

Implikasi yang lebih luas dari adopsi industri metodologi penemuan obat pertama AI dapat mencakup: 

• Platform AI mengasumsikan tugas-tugas yang biasanya ditangani oleh ahli kimia yang baru berkarir, sehingga mengharuskan para profesional ini untuk memperoleh keterampilan baru atau mengubah jalur karier.
• Perusahaan farmasi besar yang mempekerjakan ilmuwan robot untuk menjelajahi data genetik, penyakit, dan pengobatan yang luas, sehingga mempercepat pengembangan terapi.
• Meningkatnya kemitraan antara perusahaan rintisan bioteknologi dan perusahaan farmasi mapan untuk penemuan obat yang dibantu AI, menarik lebih banyak investasi dari lembaga layanan kesehatan.
• Fasilitasi perawatan medis yang disesuaikan untuk individu dengan karakteristik biologis yang unik, terutama mereka yang memiliki kelainan autoimun yang jarang terjadi.
• Diskusi peraturan yang intensif mengenai hak kekayaan intelektual AI dalam penemuan obat dan akuntabilitas atas kesalahan terkait AI di sektor farmasi.
• Industri perawatan kesehatan mengalami pengurangan biaya yang signifikan dalam pengembangan obat, sehingga harga obat menjadi lebih terjangkau bagi konsumen.
• Dinamika ketenagakerjaan di sektor farmasi mengalami pergeseran, dengan penekanan pada ilmu data dan keahlian AI dibandingkan pengetahuan farmasi tradisional.
• Potensi peningkatan hasil kesehatan global karena proses penemuan obat yang lebih cepat dan efisien, khususnya di negara-negara berkembang.
• Pemerintah mungkin akan menerapkan kebijakan untuk memastikan akses yang adil terhadap obat-obatan yang ditemukan oleh AI, mencegah monopoli dan mendorong manfaat kesehatan yang lebih luas.
• Dampak terhadap lingkungan berkurang karena penemuan obat yang didorong oleh AI mengurangi kebutuhan akan eksperimen dan uji coba laboratorium yang membutuhkan banyak sumber daya.

Pertanyaan untuk dipertimbangkan

• Menurut Anda, bagaimana lagi penemuan obat pertama AI akan mengubah perawatan kesehatan?
• Apa yang dapat dilakukan pemerintah untuk mengatur pengembangan obat yang mengutamakan AI, khususnya harga dan aksesibilitas?