Medikamentenentwicklung mit Medizinischer Bioinformatik – ein neues Aufgabenfeld für FUSE-AI

02.08.2021 „Unter Bioinformatik verstehen wir die Erforschung, Entwicklung und Anwendung computergestützter Methoden zur Beantwortung molekularbiologischer und biomedizinischer Fragestellungen“[1], so die Deutsche Gesellschaft für Medizinische Informatik, Biometrie und Epidemiologie e.V.

Um die exakten Angriffspunkte für Therapien zu finden, müssen Forscher die komplexen Grundlagen von biologischen Prozessen besser verstehen. Oft reichen dafür statistische Methoden nicht aus, so dass intelligente Algorithmen zum Einsatz kommen müssen. Die Potenziale von KI für die Biomedizin und die Humangenomik, sowie die damit verknüpften großen Erwartungen, betreffen nicht nur die Grundlagenforschung, sondern auch die Medikamentenentwicklung („Drug Discovery and Design“) und die Anwendung in der medizinischen Versorgung.

Vielversprechende Entwicklung von Medikamenten mit Hilfe der Bioinformatik

Wissenschaftler*innen können anhand intelligenter Algorithmen therapeutische Angriffspunkte und unterschiedliche Dosierungen von Wirkstoffen am Computer simulieren und daraufhin gezielt die besten Ergebnisse im Labor überprüfen. Pharmaunternehmen sparen durch dieses strategische Vorgehen viel Zeit und Ressourcen.

In der Präzisionsmedizin kann die Bioinformatik effektiv eingesetzt werden, um vorab zu untersuchen, welche Therapie für wen aufgrund der individuellen Genausstattung geeignet ist. Zum Beispiel können Patient*innen stratifiziert werden, um erfolgreiche Behandlungsoptionen im Sinne einer besseren Wirksamkeit bei weniger Nebenwirkungen zu identifizieren.

Aufschwung beim Einsatz von KI-basierten Methoden in der Biomedizin und Humangenomik

Innerhalb Europas spielen Großbritannien und Deutschland eine wesentliche Rolle. Das KIT (Karlsruher Institut für Technologie), das ISI (Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung) und die Fraunhofer Austria Research GmbH sehen die Herausbildung eines neuen Innovationssystem und weisen auf die Dringlichkeit hin, sich näher mit dem Feld zu befassen.

Die Stärke und der USP von FUSE-AI liegen in der Kombination von Expertise aus Biochemie, Molekularbiologie sowie KI-Entwicklung für Convolutional und Deep Neural Networks (CNN / DNN). FUSE-AI wird zu den wenigen deutschen Start-ups zählen, die im Humangenomik-Sektor angesiedelt sind.

[1] https://www.gmds.de/aktivitaeten/medizinische-bioinformatik-und-systembiologie/