Während sich die Welt der künstlichen Intelligenz weiter entwickelt, hebt ein Biotech-Unternehmen aus New Jersey die KI-Fähigkeiten auf die nächste Stufe.
Nach jahrzehntelanger Arbeit mit KI-gesteuerten phänotypischen Plattformen bei dem Versuch, Medikamente gegen psychische Erkrankungen zu entwickeln, gelang PsychoGenics ein Durchbruch mit einem Wirkstoff zur Behandlung von Schizophrenie.
Die Präsidentin und CEO von PsychoGenics, Emer Leahy, sprach kürzlich in einem Interview vor laufender Kamera mit Fox News Digital und erklärte, dass sie und ihr Team der Entwicklung des ihrer Meinung nach ersten von KI entdeckten Medikaments näher denn je seien.
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„Dies ist die erste De-novo-Entdeckung [drug]glaube ich, um auf den Markt zu kommen”, sagte sie.
Wissenschaftler der Abteilung für Psychiatrie der Yale University gründeten PsychoGenics im Jahr 1999. Sie arbeiteten zunächst mit „transgenen Mausmodellen“, um psychiatrische Störungen besser zu verstehen und darauf zu reagieren, erklärte Leahy aus Paramus.
Emer Leahy ist Präsident und CEO von PsychoGenics, einem Biotech-Unternehmen aus New Jersey. Sie nähern sich der Entwicklung dessen, was ihrer Meinung nach das allererste von KI entdeckte Medikament ist. (PsychoGenik)
„Wir haben im Wesentlichen mit der Mission begonnen, das Verhalten dieser genetisch veränderten Mäuse auf neuropsychiatrische Störungen zu untersuchen“, sagte sie.
“Dann haben wir begonnen, Pharma- und Biotech-Unternehmen im Allgemeinen einen Service anzubieten.”
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PsychoGenics hat seitdem seine Fähigkeiten erweitert, um eine „breite Palette“ von vorklinischen Angeboten anzubieten, sagte Leahy, um die Arzneimittelforschung für das zentrale Nervensystem (ZNS) zu unterstützen.
Im Jahr 2002, als PsychoGenics nur aus einem achtköpfigen Team bestand, unternahm das Unternehmen einen fortgeschrittenen Einstieg in die Entdeckung neuer Medikamente, basierend auf seiner Expertise in Verhaltenstests an Nagetieren.
Leahy ist seit über 30 Jahren in der Pharma- und Biotechbranche tätig. Sie sagte, sie habe ihr Team dazu gedrängt, ihre Methode zu „industrialisieren“.
Diese Illustration von PsychoGenics of New Jersey zeigt die Komplexität neuropsychiatrischer Störungen. (PsychoGenik)
“Es war der Höhepunkt der genomischen Revolution”, sagte sie. „Jeder jagte nach Zielen und Genen – und im Wesentlichen war das, was ich sagte, ‚Lass uns das nicht tun. Lass uns das Verhalten, die Leistung des Gehirns, nutzen, um die Entdeckungsbemühungen voranzutreiben, und lass uns nach Verhaltensmustern suchen, die es uns ermöglichen neue Behandlungen vorhersagen.“
Das damals kleine PsychoGenics-Team brachte seine „großen Ideen“ an die Carnegie Mellon University in Pittsburgh, Pennsylvania, auf der Suche nach Hightech-Werkzeugen zur Entwicklung der ersten Plattform, die heute als SmartCube bekannt ist.
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Sie sagte, dass SmartCube „dafür verantwortlich war, eine Reihe von Behandlungen in klinische Studien zu bringen“.
Das am weitesten fortgeschrittene von SmartCube ist Ulotaront, das sich auf die Behandlung von Schizophrenie konzentriert.
Das Medikament wird von Sunovion Pharmaceuticals entwickelt und befindet sich in Phase drei der Studien, in denen es laut FDA auf „Wirksamkeit und Überwachung von Nebenwirkungen“ überwacht wird.
So funktioniert der KI-betriebene SmartCube
SmartCube kombiniert Robotik, Computer Vision und künstliche Intelligenz in einem kastenförmigen Mechanismus.
Der Würfel stellt seine Probanden (mit Drogen injizierte Mäuse) vor eine Reihe von Herausforderungen, um ihr Verhalten zu beeinflussen.
“Der Boden wird die Konfiguration ändern, [the mouse] wird einen Luftstoß bekommen, der ihn erschrecken wird“, erklärte Leahy. „Im Laufe einer Stunde passieren verschiedene Dinge.“
Sie erläuterte, wie mehrere Kameras in der Box „alles erfassen, was die Maus während der Sitzung tut“.
Millionen von Datenpunkten werden zu ein paar tausend „Verhaltensmerkmalen“ verdichtet, aus denen, wie Leahy erklärt, eine Drogensignatur extrahiert wird. (iStock)
„Wir sammeln ein paar Millionen Datenpunkte in einer Sitzung“, sagte sie. “Sie können keine parametrischen Statistiken verwenden, um diese Art von Daten zu verstehen, also verwenden wir maschinelles Lernen.”
Diese Millionen von Datenpunkten werden dann zu ein paar tausend „Verhaltensmerkmalen“ verdichtet, aus denen, wie Leahy erklärt, eine Drogensignatur extrahiert wird.
„Wir können die Verhaltensmerkmale identifizieren, die bei dem Tier als Reaktion auf eine andere Behandlung hervorstechen“, sagte sie.
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CEO Leahy erwähnte, dass PsychoGenics eine „Referenzdatenbank“ aufgebaut habe.
Es basiert auf einer Vielzahl anderer Verbindungen – wie Antidepressiva, Anxiolytika, Stimmungsstabilisatoren und andere Antipsychotika – um es mit dem neuen Medikament zu vergleichen, das getestet wird.
“Wir können Tausende von Verbindungen in SmartCube testen und ihren potenziellen therapeutischen Nutzen vorhersagen”, sagte sie.
“Es besteht ein echter Bedarf an einer besseren Behandlung von Schizophrenie”, sagte Leahy, der CEO von PsychoGenics. Das Unternehmen arbeitet daran, einen Bedarf auf dem unerschlossenen Markt der Behandlung von Schizophrenie zu decken, teilte es Fox News Digital mit. (iStock)
Leahy enthüllte, dass etwa 40 % der Verbindungen eine „Signatur“ aufweisen werden, die auf ihr Potenzial für ein neues Arzneimittelforschungsprogramm hinweist.
Ulotaront ist ein “großartiges Beispiel” dafür, wie dieser Prozess funktioniert, fügte Leahy hinzu, da PsychoGenics versuchte, einen Bedarf auf dem unerschlossenen Markt der Behandlung von Schizophrenie zu decken.
“Es gibt einen echten Bedarf für eine bessere Behandlung von Schizophrenie”, sagte sie.
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Alle derzeit verfügbaren Antipsychotika wirken laut Leahy, indem sie auf D2, den Dopaminrezeptor für Antipsychotika, abzielen – und es gab in etwa 60 Jahren keine neuen Mechanismen.
PsychoGenics war in der Lage, einen “Schritt weiter” zu gehen, indem es auf die Entwicklung eines Schizophrenie-Medikaments abzielte, das nicht auf D2 abzielte.
Ein Patient hat eine Therapiesitzung mit einem Psychologen. „Bestehende Behandlungen“, sagte Leahy, „haben nur minimale Auswirkungen auf die sogenannten ‚negativen Symptome‘ der Schizophrenie … die Apathie, den sozialen Rückzug, die flachen Affekte. Sie sprechen ‚positive Symptome‘ an – das Hören von Stimmen, die Psychose – aber nicht die ‚negativen Symptome‘, die sehr behindernd sind.“ (iStock)
Das Problem mit D2 ist, dass etwa ein Drittel der Patienten nicht darauf anspricht, erklärte Leahy.
„Diese bestehenden Behandlungen haben nur minimale Auswirkungen auf die sogenannten ‚negativen Symptome‘ der Schizophrenie … die Apathie, den sozialen Rückzug, die flachen Affekte“, sagte sie.
„Sie sprechen ‚positive Symptome‘ an – das Hören von Stimmen, die Psychose – aber nicht die ‚negativen Symptome‘, die sehr behindernd sind.“
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Patienten lehnen diese Behandlungen manchmal auch aufgrund von Nebenwirkungen ab, die häufig zu einem Rückfall führen können, sagte Leahy.
Als die Chemiker in Zusammenarbeit mit Sunovion daran arbeiteten, mehrere potenzielle Drogen-„Hits“ zu identifizieren, landete PsychoGenics bei „nur einer Handvoll Verbindungen“, die in die Rechnung passten, sagte Leahy.
„Wir haben letztendlich Ulotaront identifiziert“, sagte Leahy.
„Und wir sagten voraus, dass Ulotaront Auswirkungen auf negative Symptome haben und ein besseres Sicherheitsprofil haben würde.“
Wenn die Ergebnisse der Phase-3-Studien positiv sind, könnte Ulotaront 2024 auf den Markt kommen. „Wir sind ziemlich aufgeregt darüber“, sagte Leahy. “Es wird unserer Meinung nach eine bessere Behandlung für Patienten bieten, die an dieser schwer beeinträchtigenden Erkrankung leiden.” (iStock)
Ulotaront hatte laut Leahy ein „herausragendes Ergebnis“ nach klinischen Phase-2-Studien und zeigte, dass es sowohl positive als auch negative Schizophrenie-Symptome verbessern kann.
PsychoGenics erwartet, dass die Verbindung noch in diesem Jahr in mehreren Phase-3-Studien „ausgelesen“ wird, was bedeutet, dass die Daten veröffentlicht werden.
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Bei positiven Ergebnissen könnte Ulotaront 2024 auf den Markt kommen.
„Wir sind ziemlich aufgeregt darüber“, sagte Leahy. “Es wird unserer Meinung nach eine bessere Behandlung für Patienten bieten, die an dieser schwer beeinträchtigenden Erkrankung leiden.”
KünstlichichAlle Intelligenz in der Gesundheit
Leahy sagte, die Industrie habe in den letzten Jahren eine „Explosion“ des Einsatzes von KI in der Arzneimittelentwicklung erlebt.
KI ist „nur so gut wie die Daten, die man ihr gibt“.
Mit dem Aufkommen von SmartCube wurde PsychoGenics laut Leahy eines der ersten Gesundheitsunternehmen, wenn nicht sogar das erste, das KI im Bereich der Arzneimittelforschung einsetzte.
„Anstelle von typischerweise 2.500 getesteten Verbindungen, bevor Sie eine Verbindung für toxikologische Studien und klinische Studien nominieren können, kommen wir in etwa 300 ans Ziel“, sagte sie.
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„Wir erreichen dieses Ziel in weniger als drei Jahren im Vergleich zu mehr als fünf Jahren und zu einem Bruchteil der Kosten anderer Ansätze.“
Dieser von PsychoGenics bereitgestellte Informationsleitfaden beschreibt die Kosten der psychischen Gesundheit in Amerika nach Angaben des National Institute of Mental Health. (PsychoGenik)
Nach Jahrzehnten des Umgangs mit fortschrittlicher Technologie und maschinellem Lernen stellte Leahy fest, dass KI „nur so gut ist wie die Daten, die Sie ihr geben“.
Sie fügte hinzu: „Was wir tun … ist das Betrachten von Mustern – Mustern, die ein Mensch nicht tun kann. Ein Mensch kann nicht 2.000 Verhaltensmerkmale nehmen und diese in eine Arzneimittelsignatur destillieren und dann Vorhersagen treffen … Es ist also ein sehr mächtiges Werkzeug. Wir werden ein enormes Wachstum sehen.”
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Leahy sagte, dass es im Bereich der psychischen Gesundheit ein „enormes Potenzial“ für Verbesserungen gibt, da die KI in der Lage ist, Literatur zu durchsuchen, um neue Hypothesen zu entwickeln und potenzielle neue Behandlungen zu identifizieren.