Como a fabricação de medicamentos por IA está mudando o jogo
Na descoberta de medicamentos, as empresas enfrentam um longo cronograma e altos custos para receber aprovações de medicamentos. A probabilidade de chegar ao mercado com sucesso é inferior a 10%, de acordo com um estudo de 2022 .
“Mesmo pequenos avanços na otimização do tempo de resposta e melhorias na probabilidade de sucesso clínico são importantes para abordar as milhares de doenças que hoje não têm tratamento ou cura conhecidos”, escreve Anthony Costa, diretor de biologia digital da NVIDIA , em um artigo da HealthTech .
A inteligência artificial ajuda no controle de processos durante a produção de medicamentos e pode acelerar o tempo de comercialização. A descoberta e a fabricação de medicamentos são ambas parte da IA farmacêutica.
“IA farmacêutica se refere à ampla aplicação de tecnologias de IA em toda a indústria farmacêutica , desde a descoberta de medicamentos até a fabricação e comercialização”, explica Dan Sheeran, gerente geral de saúde e ciências biológicas da Amazon Web Services .
Na fabricação, as empresas farmacêuticas usam algoritmos de IA e machine learning (ML) para aumentar a eficiência, a qualidade e a confiabilidade, diz Sheeran. Isso inclui usar manutenção preditiva de equipamentos para evitar tempo de inatividade inesperado, gêmeos digitais habilitados para IA para monitoramento e otimização de processos em tempo real e agentes de IA para orquestrar simulações e tarefas manuais.
“Em última análise, a IA na fabricação de medicamentos pode levar a tempos de produção mais rápidos, custos mais baixos, produtos de maior qualidade, desperdício reduzido e potencialmente acelerar a entrega de medicamentos que salvam vidas aos pacientes”, diz Sheeran.
Usando IA, a Pfizer é capaz de detectar anomalias e sugerir etapas em tempo real para seus operadores, pois pretende aumentar o rendimento do produto em 10% e o tempo de ciclo em 25%, disse o presidente e CEO da Pfizer, Albert Bourla, na revisão anual de 2023 da empresa.
A empresa farmacêutica lançou sua plataforma de IA generativa em 2023. “Os processos de fabricação com tecnologia de IA estão aumentando a produtividade em 20%, permitindo-nos entregar mais medicamentos aos pacientes com mais rapidez”, disse Bourla no relatório.
Trabalhar com a AWS permitiu que a Pfizer acelerasse o desenvolvimento e a distribuição da vacina contra a COVID-19 e fabricasse a vacina em 269 dias, em vez dos habituais 8 a 10 anos, de acordo com Lidia Fonseca, diretora digital e de tecnologia da Pfizer.
No AWS Summit em Los Angeles em 22 de novembro de 2024, Fonseca observou que o algoritmo de predição de mRNA da Pfizer entregou 20.000 doses de vacina a mais por lote. A plataforma interna de IA generativa da Pfizer, Vox, nos serviços de nuvem da AWS permitiu que a empresa farmacêutica acessasse grandes modelos de linguagem no Amazon Bedrock e SageMaker.
“Na fabricação, a Bedrock pega os parâmetros de processo ideais para identificar o que chamamos de lote dourado e usa IA generativa para detectar anomalias e recomendar ações aos nossos operadores em tempo real”, diz Fonseca.
Ela acrescenta que, ao usar IA, a Pfizer pode pesquisar e reunir dados e conteúdo científico em uma fração do tempo.
“E algoritmos geram e validam alvos potenciais para melhorar nosso sucesso científico”, diz Fonseca.
A Moderna também usou IA para acelerar o desenvolvimento de sua vacina contra a COVID-19 . Ela implantou serviços de Internet das Coisas, IA/ML e análise de dados da AWS em um ambiente conectado incorporando processos inteligentes de fabricação biofarmacêutica e cadeia de suprimentos, de acordo com a AWS. Algoritmos de IA também permitiram que a Moderna automatizasse análises de controle de qualidade e reduzisse horas gastas em revisão manual visando melhorar processos de produção e logística, observa a AWS em um estudo de caso .
A Novartis usa ML para desenvolver processos de fabricação inteligentes. O Manufacturing and Analytics Intelligence da Merck é uma plataforma alimentada por IA na AWS projetada para otimizar seus processos de fabricação de medicamentos, de acordo com Sheeran.
IA em Farmacêutica e Ciências da VidaEm outubro, a Escola de Farmácia da UCSF recebeu financiamento federal como parte da iniciativa da Advanced Research Projects Agency for Health para acelerar o desenvolvimento de medicamentos usando IA. As empresas de biotecnologia podem usar os conjuntos de dados e modelos de código aberto desenvolvidos como parte do projeto pela organização sem fins lucrativos Open Molecular Software Foundation e John Chodera, um químico computacional do Memorial Sloan Kettering Cancer Center .
A UCSF planeja usar IA para mapear o terreno de moléculas indesejadas ou que agem de maneiras perigosas. Ao acelerar o desenvolvimento de medicamentos e reduzir custos, os pesquisadores podem navegar em torno de problemas que ocorrem mais tarde no processo de desenvolvimento. Os pesquisadores estão usando ML para prever como as moléculas interagem com anti-alvos.
“Quando você está projetando novas moléculas, você precisa ser capaz de prever as propriedades da molécula, como quanto tempo ela permanecerá na corrente sanguínea ou se será mastigada por enzimas metabólicas no fígado, e agora, essas previsões são boas, mas não ótimas”, explica James Fraser, presidente do Departamento de Bioengenharia e Ciências Terapêuticas nas escolas de medicina e farmácia da UCSF . “E então, a esperança é que novos avanços em aprendizado de máquina e inteligência artificial, quando alimentados com os dados certos, que esperamos gerar, aumentem tremendamente a precisão dessas previsões, permitindo-nos sintetizar menos moléculas para chegar ao mesmo lugar, acelerando assim a descoberta de medicamentos e tornando-a mais barata.”
Dan Sheeran Gerente Geral de Saúde e Ciências Biológicas, Amazon Web Services
A empresa de criação de medicamentos Absci usa os aceleradores Instinct da AMD e o software ROCm para alimentar cargas de trabalho de descoberta de medicamentos de IA, como os terapêuticos de anticorpos de última geração da Absci. A AMD diz que os aceleradores de GPU Instinct e o software ROCm permitem computação de alto desempenho como parte de um ecossistema aberto. Em 8 de janeiro de 2025, a Absci anunciou que receberia um investimento de US$ 20 milhões da AMD para avançar essa pesquisa e atender à demanda por aplicações de IA na descoberta de medicamentos.
“Uma das coisas em que nos concentramos é o que chamamos de alvos não tratáveis”, diz Sean McClain, fundador e CEO da Absci. “Ao conseguir drogar um alvo, você pode modificar o caminho que afeta a doença subjacente, criando uma cura potencial ou um tratamento potencial.”
A Absci usa modelos de IA generativos para projetar anticorpos que se ligam a alvos de câncer, modificam as vias e matam o câncer, de acordo com McClain. Ele diz que a IA ajudou a acelerar o tempo que os medicamentos levam para chegar aos ensaios clínicos de cinco anos e meio para 18 a 24 meses. A Absci desenvolveu um anticorpo em sua plataforma de IA para doença inflamatória intestinal.
Ele também diz que as empresas farmacêuticas podem usar modelos de IA para ajudar no registro de novos pedidos de medicamentos experimentais na Food and Drug Administration para obter aprovação para testar medicamentos em humanos.
“Olhando para o futuro, ainda há muitas lacunas que a IA não conseguiu resolver, mas acredito que com o tempo ela conseguirá, mas acho que ela já está fazendo uma diferença drástica na forma como projetamos e criamos medicamentos”, diz McClain.
O que os fabricantes de medicamentos devem considerar ao usar IAAo implementar IA na fabricação de medicamentos, as organizações devem garantir que tenham a infraestrutura de dados para coletar, armazenar e analisar os grandes conjuntos de dados que a IA requer, aconselha Sheeran. Ele acrescenta que as organizações devem ter uma estratégia clara sobre como integrar a IA no fluxo de trabalho de fabricação de medicamentos e validar a IA.
“As empresas também devem priorizar a transparência e a explicabilidade em seus sistemas de IA”, diz Sheeran. “Na AWS, trabalhamos de trás para frente a partir das necessidades dos nossos clientes e dos resultados comerciais desejados para ajudá-los a navegar nessas considerações e implementar soluções de IA de forma responsável e eficaz.”
healthtechmagazine
