Onderzoekers van The Institute of Cancer Research (ICR) in Londen hebben een AI-technologie ontwikkeld die op basis van veranderende celvormen kan voorspellen hoe kankercellen reageren op nieuwe medicijnen. Deze innovatieve benadering maakt het mogelijk om medicijnen sneller en efficiënter te testen, waardoor nieuwe behandelingen jaren eerder beschikbaar kunnen zijn voor patiënten.
De technologie maakt gebruik van 3D-beeldvorming en deep learning om de karakteristieke’ vingerafdruk’ van een cel te analyseren. Bij andere methoden, konden tot nu toe alleen ‘platte’ 2D-beelden gebruikt worden. Met de nieuwe AI-tool kan een veel realistischer beeld gevormd worden van hoe cellen zich in het lichaam gedragen. Door bijna 100.000 3D-beelden van melanoomcellen te analyseren, kon de technologie met 99,3 procent nauwkeurigheid voorspellen welk medicijn werd gebruikt. Daarbij werden zelfs subtiele verschillen tussen medicijnen met vergelijkbare effecten gedetecteerd.
Gerichte behandelingen
Naast het versnellen van de medicijnontwikkeling kan de AI-tool helpen om gerichte behandelingen te ontwikkelen. Dat leidt ertoe dat klinische proeven efficiënter en effectiever worden. Dit vermindert de kans op mislukte proeven en bespaart aanzienlijke kosten. Bovendien bleek de technologie niet alleen toepasbaar op melanoomcellen, maar ook op rode bloedcellen, hersenvaten en stamcellen. Dat duidt erop dat de technologie in potentie breed toepasbaar is.
Voor de ontwikkeling van een nieuw medicijn staat gewoonlijk een termijn van tien tot twaalf jaar. De onderzoekers schatten dat de nieuwe AI-aanpak dit proces met zes jaar kan verkorten. Met name de preklinische fase, die normaal gesproken drie jaar duurt, kan met behulp van deze technologie worden teruggebracht tot slechts drie maanden. Dit betekent dat effectieve medicijnen sneller beschikbaar kunnen zijn voor patiënten, terwijl bijwerkingen en effectiviteit al vroeg in het proces beter worden voorspeld. De resultaten van het onderzoek zijn gepubliceerd in Cell Systems.
Samenwerking
Om de technologie breder te implementeren, werken de onderzoekers samen met het Center for Cancer Drug Discovery van het ICR. Daarnaast is een spin-off, Sentinal4D, opgericht om de innovatie verder te ontwikkelen en toe te passen in het medicijnontwikkelingsproces.
“3D-celvorm fungeert als een vingerafdruk van de cellulaire toestand. Met AI kunnen we deze informatie decoderen en sneller effectieve medicijnen ontwikkelen. Dit bespaart tijd en geld, en belangrijker nog: het brengt levensreddende behandelingen sneller bij patiënten”, zegt professor Chris Bakal, een van de hoofdonderzoekers. Met de oprichting van Sentinal4D hoopt het team dat deze technologie de medicijnontwikkeling fundamenteel zal veranderen en zal bijdragen aan nieuwe behandelingen tegen kanker en andere ziekten.
AI zoekt mee naar nieuwe medicijnen
Kunstmatige intelligentie (AI) speelt een steeds grotere rol in medicijnontwikkeling door het proces te versnellen en effectiever te maken. AI kan bestaande geneesmiddelen analyseren en nieuwe toepassingen ontdekken, waardoor hergebruik van medicatie mogelijk wordt. Door patronen in grote datasets te herkennen, helpt AI bij het vinden van veelbelovende stoffen en kan het zelfs bijdragen aan gepersonaliseerde behandelingen.
Een mooi voorbeeld van de meerwaarde van AI is het onderzoek waarbij wetenschappers met behulp van AI de meest effectieve nieuwe glaucoommedicatie probeerden te identificeren. Om te voorspellen welke nieuwe kandidaat-medicijnen het meest effectief zouden zijn, moesten miljoenen verbindingen geanalyseerd worden. Met AI, machine learning en big data konden onderzoekers veel sneller potentiële geneesmiddelen selecteren dan via traditionele methoden.
