Micropore tritt einem akademischen Konsortium bei, das untersucht, wie KI zur Beschleunigung der Entwicklung neuer Medikamente eingesetzt werden kann

Innovate UK hat über 440.000 Pfund für ein Projekt bereitgestellt, das den Entwicklungsprozess neuer genomischer Medikamente zur Behandlung bestehender Leiden wie Krebs oder seltener Krankheiten oder zur Herstellung neuer Impfstoffe beschleunigen soll.

RNA ist in allen lebenden Zellen vorhanden und weist strukturelle Ähnlichkeiten mit DNA auf. Der menschliche Körper verwendet Ribonukleinsäure, bekannt als RNA, um Zellen aufzubauen oder auf Immunherausforderungen zu reagieren. Ein Forscherteam wird nun maschinelles Lernen nutzen, um neue Wege zu finden, RNA in schützende Nanopartikel einzukapseln, um Medikamente an Zellen zu liefern.

An der Studie sind Forscher der Universitäten Northumbria, Strathclyde und Teesside beteiligt, die mit dem in Redcar ansässigen Unternehmen Micropore Technologies zusammenarbeiten, das auf die Formulierung und Herstellung von Arzneimitteln spezialisiert ist.

Professor Wai Lok Woo, Lehrstuhlinhaber für Maschinelles Lernen an der Northumbria University, erklärte: „Die Entwicklung genomischer Arzneimittel ist komplex, wobei die Einkapselung von Nukleinsäuren in schützende Nanopartikel möglicherweise der kritischste Schritt im Herstellungsprozess ist.

„Allerdings wirken sich das Design der Prozessausrüstung, der Betriebsansatz, die Formulierung und das aktive Produkt alle auf das Verhalten dieser intrazellulären Medikamente aus, und die derzeitigen iterativen Ansätze zum Verständnis dieses Verhaltens sind sehr zeitaufwändig. Dies stellt ein Hindernis für die rechtzeitige und erfolgreiche Entwicklung und Herstellung von nanoverabreichten intrazellulären Medikamenten dar.

„Unsere Absicht ist es, maschinelles Lernen zu nutzen, um diese komplexe Reihe von Beziehungen zu erkennen und zu erlernen und Modelle zu erstellen, die die Entwicklung von Formulierungen beschleunigen können.

„Dadurch wird die Geschwindigkeit und Effizienz, mit der neue genomische Medikamente von der Entdeckung bis zur tatsächlichen Anwendung in der Krankheitsprävention und -behandlung voranschreiten können, deutlich verbessert.“

Micropore Technologies hat ein Produkt entwickelt, das in mehreren Phasen der Arzneimittelentwicklung und des Produktionsprozesses eingesetzt wird.

Die Universitäten werden mit Micropore zusammenarbeiten, um durch maschinelles Lernen den Entwicklungsprozess vom Labormaßstab zum kommerziellen Maßstab zu beschleunigen, ohne dass Prozesse in verschiedenen Phasen neu entwickelt, neu gestaltet und neu optimiert werden müssen.

Im Rahmen der Studie werden zunächst maschinelle Lernverfahren eingesetzt, um aktuelle und vorhandene Daten zu analysieren und zu interpretieren. Anschließend soll ein Modell erstellt werden, das bei der Gestaltung von Experimenten hilfreich sein kann, um deren Entwicklungskosten zu senken und ihre Geschwindigkeit zu erhöhen.

Dave Palmer, Technischer Leiter von Micropore Technologies, sagte: „Hier bei Micropore haben wir bereits eine neue Mikromisch- und Verkapselungstechnologie namens Advanced Crossflow entwickelt, die die Vorteile mikrofluidischer Ansätze hinsichtlich Größenkontrolle und Einheitlichkeit mit der Fähigkeit kombiniert, durch einfache Erhöhung der Instrumentengröße und des Materialflusses auf kommerzielle Mengen hochzuskalieren.

„Wir freuen uns darauf, gemeinsam mit unseren Partnern maschinelles Lernen zu nutzen, um die anfängliche Entwicklung im Labormaßstab und den Produktionsablauf zu beschleunigen, den Herstellungsprozess zu verbessern und neue genomische Medikamente letztlich viel schneller zur Anwendung zu bringen, als dies bisher möglich war.“

Die Northumbria University genießt weltweit einen guten Ruf für Forschung und Lehre im Bereich KI und erhielt kürzlich von UK Research and Innovation 9,5 Millionen Pfund für die Einrichtung eines Zentrums für Doktorandenausbildung im Bereich KI. Das Zentrum mit dem Namen CCAI wird sich auf die Einbeziehung der Bürger in die Entwicklung und Bewertung von KI konzentrieren und dazu beitragen, dass die sich rasch weiterentwickelnde Technologie für alle nutzbar wird.