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Indústria

Acelerar a descoberta e desenvolvimento de medicamentos com IA

Conheça as vantagens e desafios da implementação de soluções de IA em toda a cadeia de valor farmacêutica.

Aumentar a eficiência e a inovação na indústria farmacêutica com IA

Saiba como a IA está prestes a transformar a descoberta e o desenvolvimento de medicamentos, incluindo a ajuda na redução dos custos de desenvolvimento de medicamentos e numa maior rapidez no acesso a tratamentos que salvam vidas.

Principais conclusões

  • A indústria farmacêutica está a passar por uma transformação significativa possibilitada pela IA.
  • Para melhor apoiar os profissionais de saúde e os seus pacientes, as empresas farmacêuticas devem acelerar os processos de descoberta e desenvolvimento de medicamentos, enquanto controlam os custos crescentes.
  • A IA pode ajudar em etapas-chave do processo de descoberta de medicamentos, incluindo a identificação de proteínas relacionadas com doenças e a análise de quais compostos interagem de forma mais eficaz com essas proteínas.
  • A IA também simplifica o processo de desenvolvimento de medicamentos ao analisar vastas quantidades de dados, identificar padrões e prever resultados.
  • As empresas farmacêuticas que adotam a IA devem superar desafios como a manutenção da qualidade dos dados e a busca por trabalhadores com a combinação certa de capacidades técnicas e científicas. Saiba como os agentes de IA estão a transformar as operações empresariais.
  • Olhando para o futuro, a indústria farmacêutica verá mais parcerias entre empresas farmacêuticas e tecnológicas e maiores investimentos em startups de tecnologias médicas e IA.

Os custos crescentes de novos medicamentos

A forma como os profissionais de saúde tratam os pacientes está a mudar rapidamente. Eles utilizam cada vez mais informações personalizadas dos pacientes para orientar decisões médicas. Esta abordagem, conhecida como medicina de precisão, está a tornar-se mais comum à medida que os investigadores enfrentam questões de saúde complexas e a indústria farmacêutica se esforça para reduzir o tempo e o dinheiro necessários para desenvolver medicamentos que salvam vidas.

Atualmente, introduzir um novo medicamento no mercado é um processo extremamente longo e dispendioso para as empresas farmacêuticas. De acordo com dados recentes da Taconic Biosciences, um único medicamento leva cerca de 2,6 mil milhões de USD e mais de 10 anos a ser desenvolvido. E uma vez desenvolvido, 88% dos novos candidatos a medicamentos falham em obter aprovação da FDA.

As boas notícias são que a IA tem um potencial incrível para acelerar o processo de descoberta e desenvolvimento de medicamentos.

Como a IA simplifica a descoberta de medicamentos

O primeiro passo para a criação da maioria dos medicamentos é sintetizar um composto que se possa ligar e modular a uma molécula alvo, normalmente uma proteína, envolvida na doença. Para encontrar o composto certo, os investigadores reveem milhares de potenciais candidatos. Após um alvo ser identificado, os investigadores analisam grandes conjuntos de compostos semelhantes para encontrar a melhor interação com a proteína da doença.

Atualmente, é necessário mais de uma década e centenas de milhares de dólares para chegar até este ponto. No entanto, as tecnologias médicas que utilizam IA e aprendizagem automática (ML) podem simplificar o processo, ao reduzir o tempo e o dinheiro necessários para a indústria farmacêutica lançar novos medicamentos. Por exemplo, estas tecnologias conseguem:

Examinar conjuntos de moléculas

Os conjuntos analisados para candidatos de moléculas são tão grandes que é quase impossível que os investigadores os revejam sozinhos. A IA, por outro lado, consegue identificar rapidamente potenciais compostos alvo em grandes conjuntos de dados, o que poupa centenas de horas aos investigadores no laboratório.

Prever as propriedades de compostos

O processo de descoberta de medicamentos tradicional envolve um processo de tentativa e erro demorado. As soluções de tecnologias médicas combinadas com IA e AA podem ajudar a acelerar o processo, ao prever as propriedades de potenciais compostos e garantir que apenas os desejados são escolhidos para síntese. Isto evita que os investigadores trabalhem em compostos que têm pouca probabilidade de ser eficazes.

Inventar novos compostos

Quando a análise gera poucos resultados promissores, a IA pode até debater ideias para novos compostos que cumpram os parâmetros desejados e tenham uma maior probabilidade de êxito.

Como a IA assiste os investigadores

Considere como os investigadores podem usar soluções de IA para apoiar etapas-chave do processo de descoberta de medicamentos.

Os investigadores realizam os seguintes passos:

Passo 1: Identifique uma molécula que seja "passível de ser medicamentada" para servir de alvo.
Passo 2: Realize experiências para confirmar que o alvo está envolvido na progressão da doença.
Passo 3: Identifique ou crie um composto que interaja com o alvo.
Passo 4: Otimize o composto escolhido para eficácia e segurança.

Com a ajuda da IA, eles podem:

Passo 1: Encontrar mais alvos potenciais.
Passo 2: Aumentar a taxa de sucesso das experiências.
Passo 3: Excluir compostos com pouca probabilidade de interagir.
Passo 4: Acelerar o processo com análises inteligentes.

Como a IA é utilizada em ensaios clínicos

De acordo com a Taconic Biosciences, apenas 12% dos candidatos a medicamentos que entram na fase de ensaio clínico são aprovados pelos órgãos reguladores. A fase mais demorada e dispendiosa do processo de criação de medicamentos, os ensaios clínicos, envolve várias fases de testes com humanos e cada fase exige centenas ou milhares de participantes.

O processo linear tradicional de ensaios controlados aleatórios (RCTs) não mudou em décadas. Falta-lhe a flexibilidade, velocidade e poder analítico necessários para que o modelo de medicina de precisão prospere. As empresas têm dificuldades em encontrar os participantes certos, para além de os recrutar, reter e gerir de forma eficaz. A ineficácia do processo contribui fortemente para os custos crescentes da descoberta e desenvolvimento de medicamentos, bem como para as baixas taxas de aprovação. Isso também impede a inovação.

As empresas farmacêuticas podem utilizar modelos de IA preditivos durante a fase de ensaios clínicos do desenvolvimento de medicamentos, desde a conceção até à análise de dados, ajudando a:

  • Identificar pacientes adequados ao explorar conteúdo disponível ao público.
  • Avaliar o desempenho do local de ensaios em tempo real.
  • Automatizar a partilha de dados em plataformas.
  • Fornecer dados para relatórios finais.
Reunir algoritmos com infraestruturas tecnológicas eficazes garante que o fluxo constante de dados clínicos é limpo, agregado, armazenado e gerido de forma eficaz. Deste modo, os investigadores conseguem compreender melhor a segurança e eficácia do medicamento sem ter de agrupar e analisar manualmente os grandes conjuntos de dados gerados pelos ensaios.

Barreiras à adoção de IA na indústria farmacêutica

Embora o uso de IA esteja a tornar-se mais generalizado nos processos de descoberta e desenvolvimento de medicamentos, ainda existem barreiras à adoção. Aqui estão alguns desafios que as empresas enfrentam comumente:

Qualidade de dados

Um desafio frequentemente mencionado em muitas indústrias é que os dados de má qualidade podem reduzir rapidamente a utilidade da IA e da ML. Para investigadores de medicamentos, os dados de baixa qualidade tornam as tecnologias médicas pouco fiáveis e, inevitavelmente, não mais precisas, úteis ou rápidas que os métodos tradicionais.

Apreensão

Na maioria das indústrias, existe uma ideia errada de que a tecnologia acabará por substituir totalmente os trabalhadores humanos. A indústria farmacêutica não é exceção. E embora seja verdade que a IA pode analisar grandes conjuntos de dados mais rapidamente do que os humanos, não é um substituto para investigadores e clínicos qualificados.

Escassez de competências

A implementação de tecnologias médicas no processo de descoberta de medicamentos exige um conjunto de competências especificas. Para manter os dados limpos e a IA eficaz, as empresas precisam de trabalhadores que possuam não apenas capacidades técnicas, mas também uma compreensão do lado científico do processo, como conceção de medicamentos, biologia e química. É uma tarefa difícil para as empresas.

O futuro da IA na indústria farmacêutica

Com a ajuda da IA, os investigadores podem ser mais inovadores, os clínicos podem melhor cumprir as exigências da medicina de precisão e as empresas farmacêuticas podem lançar no mercado medicamentos que mudam vidas mais rapidamente.

As tendências atuais indicam que a transformação da IA que está a ocorrer atualmente na indústria farmacêutica continuará no futuro. Por exemplo, todos os anos, as parcerias entre empresas farmacêuticas e tecnológicas aumentam em número, assim como os enormes investimentos em tecnologias médicas e startups de IA.

As grandes empresas farmacêuticas também estão a partilhar dados cada vez mais. O Machine Learning Ledger Orchestration for Drug Discovery, ou MELLODDY, é um consórcio que promove a partilha de dados entre as dezenas dos seus membros. O MELLODDY utiliza um sistema com base em blockchain que permite às empresas partilhar dados proprietários ao mesmo tempo que mantêm a confidencialidade. Os investigadores podem utilizar dados existentes para iniciar o seu processo de descoberta de medicamentos e poupar anos de desenvolvimento.
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