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Tokyo-L’intelligenza artificiale sta cambiando il panorama della scoperta e dello sviluppo di farmaci. La tecnologia aiuta a ridurre il tempo e il denaro necessari per sviluppare nuovi farmaci per il COVID-19 e altre malattie gravi identificando rapidamente potenziali farmaci candidati.
Nel caso del COVID-19, l’applicazione dell’intelligenza artificiale ha aiutato un’azienda a proporre un trattamento, che è stato approvato negli Stati Uniti in nove mesi fulminei.
BenevolentAI, una startup britannica di intelligenza artificiale, ha identificato Baricitinib, un farmaco sviluppato da Elli Lily per il trattamento dell’artrite reumatoide, come un farmaco COVID-19 potenzialmente efficace in pochi giorni. Il farmaco è stato approvato per il trattamento del COVID-19 negli Stati Uniti e in Giappone. Anche l’Agenzia europea per i medicinali ha iniziato a valutare l’uso di baritinib contro il coronavirus.
Il compito del team di esperti di BenevolentAI è utilizzare l’IA più avanzata dell’azienda per trovare un farmaco approvato che possa essere riutilizzato come trattamento per il COVID-19. Questo approccio consente di ottenere l’autorizzazione all’uso di emergenza dalla Food and Drug Administration degli Stati Uniti per curare i pazienti COVID-19 ricoverati in soli nove mesi, invece degli anni normalmente richiesti. La scoperta di farmaci di solito comporta la ricerca a lungo termine di farmaci candidati e la sperimentazione sugli animali per valutarne la sicurezza.
La tecnologia di BenevolentAI utilizza i dati di studi clinici, documenti accademici e i propri database di malattie, geni e farmaci per identificare potenziali candidati a farmaci. Quando viene identificata la proteina bersaglio, l’intelligenza artificiale troverà farmaci candidati che funzionano su di essa.
Si prevede che l’applicazione dell’IA alla scoperta e allo sviluppo di farmaci ridurrà notevolmente il tempo necessario per sviluppare nuovi farmaci, che di solito richiede dai 9 ai 17 anni. Per i farmaci approvati che vengono riutilizzati per altri scopi, questo tempo può essere ridotto della metà.
Nel febbraio 2020, poco dopo che l’Organizzazione Mondiale della Sanità ha dichiarato l’epidemia di COVID-19 un’emergenza di sanità pubblica di rilevanza internazionale, BenevolentAI ha pubblicato il primo articolo sulla rivista medica britannica The Lancet su Baritinib come candidato per COVID-19. il farmaco può inibire la capacità del virus di infettare le cellule polmonari e causare infiammazione nei pazienti.
Eli Lilly, che possiede i diritti su baricitinib, e il National Institute of Allergy and Infectious Diseases hanno lanciato uno studio negli Stati Uniti per esaminare l’efficacia e la sicurezza del farmaco come potenziale trattamento per i pazienti ospedalizzati COVID-19. Poiché lo studio ha scoperto che il baritinib può ridurre i tempi di recupero del paziente e migliorare i risultati clinici, la FDA ha concesso l’autorizzazione all’uso di emergenza per il farmaco nel novembre dello scorso anno. Secondo i dati diffusi da Eli Lilly and Company, quando il farmaco viene utilizzato in combinazione con il farmaco antivirale Remdesivir, è stato dimostrato che riduce il tasso di mortalità dei pazienti ospedalizzati del 38%.
BenevolentAI sta anche sviluppando i propri farmaci, concentrandosi sul trattamento di più di 10 malattie, tra cui la dermatite atopica e la sclerosi laterale amiotrofica (SLA), nota anche come malattia del motoneurone o malattia di Lou Gehrig.
L’azienda ha avviato una sperimentazione clinica su un potenziale trattamento per la dermatite atopica a febbraio. Ha inoltre collaborato con AstraZeneca per sviluppare trattamenti per la malattia renale cronica.
L’applicazione dell’intelligenza artificiale nella scoperta e nello sviluppo di farmaci si sta diffondendo in tutto il mondo. Sumitomo Dainippon Pharma ha collaborato con Exscientia, una startup per la scoperta di farmaci per l’intelligenza artificiale con sede a Oxford, nel Regno Unito, per trovare un farmaco candidato per il trattamento del disturbo ossessivo-compulsivo. L’anno scorso, il produttore di farmaci giapponese ha iniziato le sperimentazioni cliniche del farmaco candidato in Giappone per valutarne la sicurezza.
Un dirigente di Sumitomo Dainippon Pharma ha dichiarato: “Abbiamo trovato un candidato per utilizzare l’intelligenza artificiale in meno di un anno, che di solito richiede quattro anni e mezzo”. Nel maggio di quest’anno, l’azienda ha iniziato negli Stati Uniti. Fase 1 clinica sperimentazione di farmaci psichiatrici candidati all’Alzheimer progettati utilizzando la tecnologia di intelligenza artificiale Exscientia.
L’intelligenza artificiale non fa tutto il lavoro. Viene utilizzato per trovare farmaci candidati e restringere l’ambito di progettazione di nuovi farmaci elaborando grandi quantità di dati da articoli ed esperimenti scientifici. Bisogna capire in quale direzione dovrebbe andare la ricerca e lo sviluppo.
Exscientia sta attirando l’attenzione delle aziende farmaceutiche e biotecnologiche globali. L’azienda biomedica tedesca Evotec ed Exscientia hanno sviluppato congiuntamente un nuovo metodo di trattamento del cancro. Secondo Evotec, ad aprile sono iniziati gli studi clinici sull’uomo degli antagonisti del recettore A2a. Il candidato al farmaco è stato scoperto otto mesi dopo che le due società hanno lanciato il progetto.
La giapponese Taisho Pharmaceutical e la startup di intelligenza artificiale con sede a Hong Kong Insilico Medicine hanno lanciato un progetto di ricerca congiunto lo scorso autunno per identificare composti terapeutici che potrebbero rallentare gli effetti dell’invecchiamento sulle cellule. Insilico sta usando la sua rete di intelligenza artificiale per identificare bersagli terapeutici e trovare molecole simili a farmaci che colpiscono le cellule senescenti. Quando le persone invecchiano, si ritiene che l’accumulo di queste cellule sia la causa di varie malattie.
Il compito di Insilico è determinare il ruolo dell’invecchiamento in cellule, tessuti e malattie specifiche, ciascuna delle quali coinvolge proteine diverse, e progettare molecole per raggiungere questi obiettivi. Taisho verificherà i composti generati al computer attraverso test in vitro e in vivo.
Alcune startup giapponesi di intelligenza artificiale stanno raggiungendo i leader esteri nel settore. Nel giugno di quest’anno, la startup di intelligenza artificiale con sede a Kyoto Hacarus e l’Università di Tokyo hanno annunciato il lancio di un progetto di ricerca congiunto per sviluppare trattamenti per il morbo di Alzheimer e il morbo di Parkinson. Entrambi sono causati dall’accumulo di alcune proteine nel cervello. L’uso dell’intelligenza artificiale per sviluppare farmaci per questo tipo di malattie è ancora raro.
Il progetto mira a creare un sistema entro un anno per cercare in modo efficiente composti che potrebbero diventare candidati a farmaci. Taisuke Tomita, professore presso la Graduate School of Pharmacy dell’Università di Tokyo, ha affermato che i metodi basati sull’intelligenza artificiale “miglioreranno significativamente la velocità e l’accuratezza del processo di ricerca, che tradizionalmente si basava su mani e occhi umani”.
Più di 120 aziende e università giapponesi hanno aderito alla Life Intelligence Alliance, una collaborazione industria-università volta ad applicare l’intelligenza artificiale alle scienze della vita. L’alleanza ha creato circa 20 prototipi di programmi di intelligenza artificiale per la scoperta e lo sviluppo di farmaci.
“L’intelligenza artificiale diventerà presto una tecnologia essenziale per la scoperta e lo sviluppo di farmaci”, ha affermato Yasushi Okuno, professore all’Università di Kyoto. Questa tecnologia offre l’opportunità di “riconsiderare la visione tradizionale secondo cui occorrono 10 anni per sviluppare nuovi farmaci”.
Il lancio di nuovi prodotti è diventato molto costoso. Secondo le stime della Tufts University negli Stati Uniti, il costo medio per lo sviluppo di un farmaco da prescrizione commercializzato è aumentato da 180 milioni di dollari negli anni ’70 a circa 2,9 miliardi di dollari negli anni 2000. Più alto dell’inflazione complessiva.
Negli anni sono stati sviluppati molti nuovi farmaci, in particolare quelli per la cura del cancro e delle “malattie dello stile di vita”. Molte sostanze che agiscono su importanti molecole legate allo sviluppo della malattia sono state identificate e sviluppate in farmaci. Pertanto, diventa sempre più difficile sviluppare nuovi farmaci efficaci. E una maggiore enfasi sulla sicurezza ha prolungato il tempo necessario per gli studi clinici.
Secondo i dati della Japan Pharmaceutical Industry Association, solo una delle circa 30.000 sostanze candidate è effettivamente diventata un nuovo farmaco. Questo processo può richiedere dai 9 ai 17 anni. La spesa in R&S delle aziende farmaceutiche rappresenta circa il 10% delle vendite annuali, mentre la quota dell’intera industria manifatturiera è di circa il 4%.
Nei loro sforzi per sviluppare nuove terapie, le aziende farmaceutiche dedicano più risorse allo sviluppo di farmaci biofarmaceutici complessi realizzati da cellule o organismi viventi, solitamente prodotti utilizzando tecnologie all’avanguardia (compresi i coniugati di farmaci anticorpali). Pertanto, lo sviluppo e la produzione di biofarmaci è complicato e costoso.
Uno dei farmaci, Nivolumab, è venduto con il marchio Opdivo. È stato utilizzato per la prima volta in Giappone per trattare vari tipi di cancro nel 2014 e il costo di gestione annuale iniziale era di circa 35 milioni di yen (318.000 dollari USA). Ciò ha portato a lamentele secondo cui il suo utilizzo aumenterà ulteriormente la pressione sulle già grandi e crescenti spese sanitarie del governo.
L’intelligenza artificiale è una delle tecnologie che può aiutare a controllare i prezzi riducendo drasticamente i tempi e i costi di sviluppo dei farmaci, migliorando così nuovi trattamenti per malattie precedentemente intrattabili e migliorando la qualità della vita di tutti.
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