Imec fordert eine europäische Infrastruktur für biologische Daten zur Entwicklung von Arzneimitteln mit künstlicher Intelligenz

Europa braucht eine Infrastruktur, die biologische Daten für die Entwicklung von Arzneimitteln mit künstlicher Intelligenz erzeugt und verknüpft, erklärte Liesbet Lagae, Forscherin und Programmdirektorin für Technologien der Lebenswissenschaften bei imec. Bei einer Präsentation in Brüssel vor dem Ausschuss für öffentliche Gesundheit des Europäischen Parlaments, SANT, erläuterte sie, dass Krankenhausdaten durch experimentelle Informationen über die Funktionsweise von Zellen, Proteinen und Gewebe ergänzt werden müssen.

Kurz gesagt schlägt Imec die Entwicklung einer europäischen Infrastruktur vor, die biologische Experimente, Messtechnologien und Modelle künstlicher Intelligenz für die Arzneimittelforschung verbindet. Liesbet Lagae ist der Ansicht, dass der unzureichende Zugang zu relevanten Daten die heutigen Modelle begrenzt. Klinische Informationen und im Labor erzeugte Daten erfüllen sich ergänzende Funktionen. Der Vorschlag zielt auf die Zusammenarbeit zwischen Forschern, Technologieunternehmen, der Pharmaindustrie, Biotechnologieunternehmen und Start-ups. Die Europaabgeordneten fragten, wer Daten und Ergebnisse kontrollieren würde, wie der Patentschutz funktionieren könnte und wie sich Fehler in Trainingsdaten bewältigen lassen. Die Präsentatorin sprach sich für die Beibehaltung der Sicherheitsanforderungen bei der Zulassung von Arzneimitteln aus. Die Anhörung kündigte weder ein neues europäisches Finanzierungsprogramm noch klinische Ergebnisse an, die den gesamten Ansatz bestätigen würden.

Lagae beschrieb eine als TechBio bekannte Forschungsrichtung, in der Messtechnologien, Datenanalyse und künstliche Intelligenz in die Untersuchung biologischer Prozesse integriert werden. Ziel ist die Entwicklung von Modellen, die Forschern helfen können, Krankheiten zu verstehen und besser auszuwählen, welche Wirkstoffe oder Interventionen getestet werden sollten. Sie erklärte, dass sich die derzeitigen biologischen Modelle noch in der Reifungsphase befinden und noch nicht über die für all diese Ziele erforderliche Zuverlässigkeit verfügen.

Eine der Schwierigkeiten betrifft die Art der benötigten Informationen. Um die Reaktion einer Zelle oder die Wirkung eines Moleküls zu verstehen, muss ein Modell mit Daten trainiert werden, die durch relevante Experimente und Messungen erzeugt wurden. Nach Angaben der Präsentatorin sind diese Informationen auf akademische Labore, Krankenhäuser und Pharmaunternehmen verteilt, und der Zugang zu einzelnen Fragmenten schränkt die Fähigkeit der Forscher ein, umfassendere Modelle zu erstellen.

Die vorgeschlagene Infrastruktur würde die Instrumente zur Erzeugung von Daten und die Systeme zu deren Nutzung für das Training von Modellen zusammenführen. Lagae beschrieb eine Forschungsplattform, auf der Laborexperimente kontinuierlich biologische Modelle speisen könnten und deren Vorhersagen neue Experimente ausrichten könnten. Für diese Verbindung von experimenteller Kapazität, Automatisierung und computergestützter Entwicklung verwendete sie den Begriff Biofoundry.

In ihrer Präsentation nannte die Forscherin Beispiele aus der DNA-Sequenzierung, der Aufzeichnung neuronaler Aktivität und der Toxizitätsprüfung mithilfe miniaturisierter biologischer Systeme. Diese Technologien erzeugen unterschiedliche Arten von Informationen über Organismen und deren Reaktion auf Interventionen. Ein weiteres genanntes Gebiet war die DNA-Synthese, die die Erforschung von Zell- und Gentherapien durch den Aufbau und die Prüfung entworfener biologischer Strukturen unterstützen kann.

Lagae betonte, dass diese experimentellen Daten die klinischen Informationen ergänzen. Der Europäische Gesundheitsdatenraum kann die Nutzung medizinischer Daten für Forschungszwecke im Rahmen seiner Regeln unterstützen; für die Entwicklung eines biologischen Modells sind jedoch auch Informationen erforderlich, die sich nicht in der Patientenakte finden. Messungen zu Proteinen, Zellen oder Gewebe werden für andere Forschungsfragen benötigt als jene, die durch klinische Beobachtungen beantwortet werden.

Der dem Parlament vorgestellte Vorschlag betrifft auch die Organisation der europäischen Zusammenarbeit. Die Forscherin forderte, Technologiepartner, Pharma- und Biotechnologieunternehmen sowie neue Unternehmen zusammenzubringen und dabei auf die Erfahrungen aus der Zusammenarbeit in der Halbleiterforschung zurückzugreifen. Ihrer Einschätzung nach kann Europa die gemeinsame Infrastruktur und die Verbindungen zwischen diesen Bereichen unterstützen, um seine Forschungs- und Entwicklungskapazitäten für Arzneimittel in Europa zu erhalten.

Die Kontrolle über die Daten war eine der zentralen Fragen der Europaabgeordneten. Lagae warnte, dass Unternehmen, die über Daten und Modelle verfügen, in der künftigen biologischen Forschung eine wichtige Position erlangen könnten, und forderte die europäischen Behörden auf, die Auswirkungen für Patienten und die Industrie zu prüfen. Sie nannte keine einheitliche Lösung für das öffentliche oder private Eigentum an Daten, betonte jedoch, dass diese Entscheidung politische Aufmerksamkeit erfordert.

Der Europaabgeordnete Ondřej Dostál fragte, wie die Ergebnisse solcher Systeme im Hinblick auf Patente und den Beitrag der Datenlieferanten bewertet werden sollten. Die Diskussion warf die Frage auf, wie der geschaffene Wert zwischen der Forschungsinfrastruktur, den Entwicklern der Modelle und den Informationslieferanten aufgeteilt werden kann. Die Antwort der Präsentatorin erörterte die Möglichkeit, bestimmte Erfindungen zu schützen, ohne dass die Anhörung eine allgemeine rechtliche Auslegung zur Patentierbarkeit von Modellen oder deren Ergebnissen festlegte.

András Kulja fragte, wie Verzerrungen in medizinischen Daten, einschließlich solcher im Zusammenhang mit der Praxis der Diagnosekodierung, bewältigt werden können und wie sich eine Beschleunigung der Forschung mit der Bewertung langfristiger Auswirkungen vereinbaren lässt. Lagae war der Ansicht, dass die Nutzung umfangreicherer Datensätze dazu beitragen könnte, bestimmte Verzerrungen zu erkennen. Sie stellte klar, dass diese Einschätzung ihre persönliche Meinung widerspiegele und dass sie keine Spezialistin für die Organisation von Krankenhäusern sei. Die Erweiterung des Datensatzes wurde nicht als Garantie dafür dargestellt, dass alle Fehler verschwinden.

Im Hinblick auf die Zulassung vertrat sie die Position, dass mit Hilfe künstlicher Intelligenz entwickelte Arzneimittel ebenso strenge Sicherheitsanforderungen erfüllen müssen. Der angestrebte Nutzen besteht in einer besseren Auswahl von Kandidaten und einer Verringerung der Investitionen in Projekte, die sich als unwirksam erweisen. Diese Forschungsperspektive ersetzt nicht den Nachweis der Qualität, Sicherheit und Wirksamkeit eines Produkts vor seiner klinischen Anwendung.

Imec ist ein Forschungszentrum für Nanoelektronik und digitale Technologien, das auch Instrumente für die Lebenswissenschaften entwickelt. Die bei SANT vorgestellte Arbeit zielt darauf ab, Messtechnologien und Rechenkapazitäten für biologische und medizinische Fragestellungen zu nutzen, und zwar durch die Zusammenarbeit zwischen Bereichen mit unterschiedlichen Infrastrukturen und Fachkenntnissen.

Die Debatte war ein Meinungsaustausch über Chancen, Grenzen und Voraussetzungen für die Entwicklung dieser Forschung. Sie legte weder ein europäisches Budget für die vorgeschlagene Infrastruktur noch einen verbindlichen Zeitplan für ihre Umsetzung oder ein besonderes Zulassungsverfahren für mit künstlicher Intelligenz konzipierte Arzneimittel fest.

Weitere Informationen: https://www.imec-int.com/en/what-we-offer/research-portfolio/life-sciences

Weitere Informationen: https://www.europarl.europa.eu/committees/en/sant/home/highlights

Weitere Informationen: https://health.ec.europa.eu/ehealth-digital-health-and-care/european-health-data-space_en

Weitere Informationen: https://www.imec-int.com/en/what-we-offer/life-sciences