Wetenschappers gebruiken machine learning om medicijnonderzoek te verbeteren

Wetenschappers zijn erin geslaagd om met behulp van machine learning sneller potentiële medicijnen te vinden. De technologie kan na training beter voorspellen welke moleculen gewenste eigenschappen hebben vergeleken met conventionele systemen.

De machine learning-technologie is ontwikkeld door wetenschappers van het gezaghebbende instituut MIT. Volgens de onderzoekers is er een model ontwikkeld dat vervolgens getraind is met een dataset met gegevens van ongeveer 250.000 moleculen, met verschillende eigenschappen. De bedoeling was dat het systeem de gegevens ging gebruiken om te voorspellen hoe moleculen het beste geoptimaliseerd kunnen worden om als potentiële medicijnen te dienen.

Uit de experimenten van MIT blijkt dat het machine learning-model na training beter in staat is om moleculen te optimaliseren dan bestaande systemen; via machine learning werden eigenschappen zoals synthetiseerbaarheid en oplosbaarheid beter bewerkstelligd. Ook als het systeem gevraagd werd om het beste 'basismolecuul' te vinden, presteerde het beter dan conventionele systemen.

Bij medicijnontwikkeling wordt doorgaans in het lab een basismolecuul gekozen die gewenste eigenschappen bevat, zoals het binden aan een bepaalde receptor in het lichaam. Vervolgens wordt met een zogenaamd lead optimization-proces het basismolecuul verder verbeterd, zodat het eigenschappen krijgt die voor medicijnen belangrijk zijn, waaronder dus de mogelijkheid om het gemakkelijk te fabriceren, of goed op te laten lossen in vloeistoffen. Het geoptimaliseerde molecuul wordt, na de nodige tests, vervolgens onderzocht op proefdieren alvorens op mensen te worden getest.

Reacties (31)

[UndahCovah]

Dit is denk ik een goede ontwikkeling toch denk ik dat deze methode alweer deels achterhaald is.

Dit gaat uit van het klassieke beeld van 'kleine molecuul' geneesmiddelen. De werkzame stof in deze middelen is doorgaans een klein molecuul wat op chemische manier te synthetiseren is en wat verwerkt kan worden in een pil of capsule. De meeste geneesmiddelen die je kunt inslikken bevatten kleine moleculen.

Tegenwoordig komen er vooral zogenaamde 'biologicals' op de markt. Dit zijn geneesmiddelen waarvan de werkzame stof een eiwit (of antilichaam) is. Dit is geen klein molecuul en wordt dan ook niet synthetisch gemaakt maar in grote bioreactoren. Deze middelen kunnen vaak uitsluiten via injectie worden gegeven. In de afgelopen jaren zijn de meeste 'baanbrekende' middelen biologicals geweest. (NB, die middelen waren ook schreeuwend duur, en de discussie over geneesmiddelprijzen die de pan uit rezen gingen juist over deze middelen).

Toch zou het wel kunnen dat deze uitvinding een match weet te vinden die leidt tot een nieuw middel. Of hergebruik van een oud middel voor een nieuwe indicatie. Juist vanwege voorgenoemde problemen over prijzen en toediening is het altijd goed als er een klein molecuul gevonden kan worden wat goed werkt.

[lighting_]

Goed nieuws. Maar medicijnen ontwikkelen zou eigenlijk door samenwerking van de overheden/landen moeten gebeuren. Zover ik weet gaan de bedrijven aan de haal met de kennis die de wetenschappers publiceren en daarmee ontzettend misbruik van hun positie maken.

[nlinzweden]

Ik vind dat wel meevallen en dingen die ik ontwikkeld heb zie ik graag door bedrijven gebruikt worden, die dan in ieder geval daaraan minder kosten kwijt zijn (maar ja, dat betekent niet dat die aan kopers doorberekend worden). Overigens, pharma draagt ook flink bij aan Open Science (e.g. via verschillende IMI projecten).

Maar projecten als Open Source Malaria zijn wel heel mooi, en elke Tweaker kan trouwens gewoon bijdragen aan dit soort onderzoek... essentieel is namelijk goede data, en die is er voor chemie eigenlijk maar weinig. Wikidata zie ik dan als publieke oplossing.

[Reactie gewijzigd door nlinzweden op 22 juli 2024 21:42]

[gjmi]

ik denk dat deze persoon bedoeld dat bedrijven enorme prijzen vragen voor medicijnen. Maar dat is natuurlijk alleen medicijnen waar patenten op zitten, of die niemand anders maakt

[jaquesparblue]

MIT is ook gewoon een bedrijf en zal ergens zijn geld vandaan moeten halen. Meeste komt van (gesponsorde) research. Ongetwijfeld met wat voorwaarden zoals bepaalde vrijheden en publicatierechten.

Grote kans dat genoemde ontwikkeling gedaan wordt in opdracht van een farmaceutisch bedrijf.

[Verwijderd]

MIT is een private onderneming (betere term dan bedrijf in dit geval?) maar het krijgt eveneens aardig wat publieke fondsen, dat loopt nogal door elkaar bij zulke private universiteiten. Het is inderdaad goed mogelijk dat deze specifieke opdracht van een farmaceutisch bedrijf komt. Merk op dat dit bij Nederlandse publieke universiteiten ook steeds meer het geval is aangezien de overheid de financiering sterk heeft verminderd (het budget is gehalveerd per student in vergelijking met de jaren 80). Ik weet van de universiteit van Eindhoven dat ze momenteel vooral privaat gefinancierd onderzoek doen (bedrijven zoals ASML). Het grootste probleem voor farmaceutische middelen is de verouderde patentwetgeving. Het is prima als de uitvinder van iets een ROI krijgt maar 50 jaar lang of nog langer letterlijk alles mogen vragen, dat werkt niet. Bovendien gebruiken deze farmaceutische bedrijven heel erg veel publieke middelen: kennis die is opgedaan met publiek gefinancierd onderzoek, werknemers die zijn opgeleid aan publieke universiteiten of aan private universiteiten maar met met publieke fondsen...

[Reactie gewijzigd door Verwijderd op 22 juli 2024 21:42]

[gjxpress]

Europese octrooien op geneesmiddelen zijn 20 jaar vanaf de aanvraag (net als allle andere Europese octrooien), met de mogelijkheid tot verlenging tot 5 jaar. De werkelijke marktbescherming is doorgaans ca. 10 jaar door de hoeveelheid onderzoek die voor de registratie wordt uitgevoerd.
De kosten voor ontwikkeling bedragen veelal tussen de 500miljoen en 1 miljard, maar het exacte bedrag maken ze nooit bekend. Al ben ik niet bang dat de ROI niet (ruim) gehaald wordt... In die periode geldt overigens wel een onderzieksvrijstelling, waardoor wetenschappers die met dit middel werken niet voor inbreuk worden aangepakt.

[Dorstlesser]

Gelukkig zijn machine learning algoritmen niet zo makkelijk te patenteren als ouderwetse methoden, waardoor het hopelijk ook voor kleinere spelers of overheden mogelijk wordt ze in te zetten voor onderzoek.

[Verwijderd1]

Dan moet je wel toegang tot de data hebben. Een groot bedrijf die hun eigen (geanonimiseerde) data daarvoor inzet kan veel betere resultaten verkrijgen dan iemand die het probeert met (een beperkte hoeveelheid) publieke data.

[Robbaman]

Ik hoop met je mee dat we hiermee ook vaccins kunnen maken die effectiever en veiliger zijn dan die we nu hebben, maar ik leidt uit je toon af dat je de huidige vaccins vanwege de aanwezigheid van (een aantal van) de genoemde elementen (geen idee wat Thimothal is) maar niks vind.

Dit vind ik persoonlijk apart, aangezien vaccins ongelooflijke aantallen levens redden/verbeteren. We hebben er zelfs heel nare ziektes compleet mee uitgeroeid, terwijl het aantal gevallen dat een vaccin negatieve bijwerkingen hebben (erger dan een dagje koorts) heel beperkt is.

Ik snap dat elk leven dat benadeeld wordt door de bijwerkingen van een vaccin er een teveel is, daarom juich ik verbeteringen ook zeker aan, maar het kan toch niet zo zijn dat als er een miljoen mensen bijvoorbeeld polio krijgen dat het dan gewoon "domme pech" is, maar als er een handvol bijwerkingen hebben van een vaccin, dat vaccins dan meteen helemaal slecht zijn.

[Liberteque]

Vroeger maakt het rijk de vaccinaties. Nu is deze taak helemaal overgenomen door private pharmaceuticals. Het is toch goed om met een kritisch oog naar deze bedrijven te kijken.. Ik lees veel scepticisme in hoe bijvoorbeeld de HPV vaccinaties in gebruik zijn genomen..

Het is een heel complex verhaal, maar het komt er op neer dat een beproefde methode zoals het jaarlijkse uitstrijkje voor vrouwen altijd heel goed heeft gewerkt (behalve voor vrouwen die de oproep altijd in de prullenbak hebben gegooid)

Een van de redenen van het succes van het uitstrijkje is dat de incubatietijd van HPV 20 jaar is en dat dus de vrouwen die naar de oproep gegaan zijn eigenlijk altijd bijtijds in behandeling konden worden genomen in een zeer vroeg stadium van deze ziekte.

Nu is er een vijf jaarlijkse vaccinatie voor in de plaats gekomen die niet overgeslagen mag worden en bijna 400 euro kost per volledige dosis. Het uitstrijkje was zo goed als gratis..

[psychodude]

Eigenlijk altijd bijtijds is waar het probleem hem in zit, bij een deel dan ook niet. Het achterliggende idee met vaccinatie is dit probleem verder te reduceren. Circa 700 vrouwen krijgen jaarlijks tenslotte toch nog te maken met baarmoederhalskanker en ongeveer 200 overlijden eraan. Vaccinatie is dan ook geen alternatief voor screening op latere leefrijd, maar risicoreductie. Bovendien is een uitstrijkje niet zo goed als gratis, maar heeft ook gewoon een prijskaartje. Bij een gemiddeld lab circa 125 euro, en daar zijn de consultatie kosten van de arts die het afneemt niet meegenomen. Als individu bemerk je daar alleen mogelijk niet zo veel van door dekking van de zorgverzekering, maar verkijk je niet op de kosten van dit soort screening programmas op populatie niveau.

[unclero]

Ik lees veel scepticisme in hoe bijvoorbeeld de HPV vaccinaties in gebruik zijn genomen..

Klopt. Want er zijn extreem veel lobbygroepen die bakken met geld hebben gesmeten aan een zeer uitgebreide campagne tegen het vaccin destijds.
Grote gemene deler van deze lobbygroepen is dat zij allen ervan overtuigd zijn dat de enigste werkende preventie tegen HPV seksuele onthouding is. Immers, HPV zou toch worden overgedragen door duivelse levensstijlen. Mensen kunnen beter in plaats van vaccins geld steken in purity rings en purity balls.

[Liberteque]

30 miljoen $ CEO's
30 miljoen $ lobbygroepen
6 miljard $ marketing

Dit is ook interessant:
https://corporateeurope.org/power-lobbies/2015/10/transparency-facade-pharma-industry-lobbying-european-commission

[singingbird]

Mensen kunnen niet accepteren dat hun kinderen getroffen kunnen worden door pure pech, daarom moeten ze iemand of iets de schuld hiervan geven. Sinds de malafide publicatie van Andrew Wakefield (https://en.m.wikipedia.org/wiki/Andrew_Wakefield) wordt het toegeschreven aan vaccinaties. Ik heb echt te doen met kinderen die niet gevaccineerd worden door hun ouders en klachten overhouden van een ziekte die heel gemakkelijk voorkomen had kunnen worden.

[Floor]

Als je hoort met wat voor argumenten mensen komen die hun kinderen niet laten vaccineren
Behalve dat zullen hun eigen kinderen in gevaar brengen, brengen ze ook andermans kinderen (baby's bijvoorbeeld) in gevaar.
Dan heb ik het nog niet gehad over mensen die het om religieuze redenen niet doen.
Ik ben voorstander van verplichte vaccinaties, net zoals een helm of een riem verplicht zijn.

Ik geloof direct dat machine learning ons veel verder kan brengen dan conventionele software, de aard van machine Learning is daar perfect voor.

[Reactie gewijzigd door Floor op 22 juli 2024 21:42]

[Liberteque]

Hij bedoelde naar mijn inziens thimerosal

[Reactie gewijzigd door Liberteque op 22 juli 2024 21:42]

[DigitalExorcist]

Er zit geen kwik in vaccins, hou toch eens op met die hoax!

Er zit een verbinding in met een stof met kwik-achtige eigenschappen. En dan nog zijn het zulke kleine hoeveelheden dat je daar niks van zal merken, daar heb je nieren voor.

Wat jij doet is stellen dat bier hetzelfde is als koffie want in beiden zit water.....

[Reactie gewijzigd door DigitalExorcist op 22 juli 2024 21:42]

[Tourmaline]

Mooie ontwikkeling. Hopelijk krijgen zo de medicijnen ook minder bijwerkingen!

[botneet]

Inderdaad, het zou ook mooi zijn dat zo'n systeem beter kan voorspellen wat de bijwerkingen zijn van een middel, dit zou de testfase mogelijk verkorten, en misschien zelfs heel wat dierenleed besparen, doordat er niet de meest vreemde moleculen meer hoeven worden getest omdat van te voren kan worden voorspeld wat de uitwerking is op een organisme.

[Verwijderd]

Mooi, maar uiteindelijk gaan de rijke farmaceutische bedrijven het meest zulke AI aan het werk zetten, hierbij flink wat overnemende wat met publieke fondsen (in het geval van publiek gefinancierd onderzoek) is verkregen, en mogen we decennia lang heel erg veel betalen voor deze middelen. Wat we nog veel meer nodig hebben is een wijziging van de patentwetgeving waarbij je een redelijke ROI hebt maar niet 40 jaar later nog steeds moet betalen wat ze willen hebben.

[Aardwolf]

Zou het echt dat de industrie hier vol op gaat in zetten, in huis? Duren dergelijke analyses niet veel te lang en zijn ze niet veel te specialistisch? Dan doel ik zowel op het invoeren, juist verifiëren van de datamodellen en het "lezen" van de output. Ik heb altijd het idee dat dit meer voor specialistische bedrijven/universiteiten zijn al dan niet met medische en/of ICT PhD-ers "in dienst". Zoals bijvoorbeeld GPUGRID al jaren doet voor kankeronderzoek en tal van andere projecten met gridcomputing. Je hebt immers niet alleen kennis nodig, maar ook snelle (super)computers en bakken met data om e.e.a. te berekenen. Geld is maar 1 ding, tenzij de industrie massaal dit soort projecten gaat sponsoren/betalen... dan breekt er een wereld open.

Wat zou deze ommezwaai betekenen voor het vakgebied ICT? Zou big data, machine learning, gridcomputing aanzienlijk toenemen? of valt het wel mee?

[nlinzweden]

Het gebruik van AI hiervoor is al vrij oud. Wetenschappelijke tijdschriften als JCIM and JCheminform (een stuk jonger) schrijven over dit veld al heel lang. Ik kan het daadwerkelijke paper niet vinden, en niet inschatten of het echt iets nieuws brengt.

[SiGNe]

Geweldig wat men tegenwoordig allemaal kan.
Zelf heb ik nu ook een medicijn dat zonder de "nieuwe technologie" niet te maken zou zijn, werkt oa met stamcellen van een hamster waarin antistoffen van een muis gestopt worden.
Voor mij betekent het dat ik oa niet meer dagelijks kotsmisselijk ben en dat ik na vele jaren weer kan gaan denken over een normale baan
Is die reïntegratie-cursus MCSE van jaren terug niet voor niets geweest

[Floor]

Ik ben oprecht blij voor je

[Verwijderd]

BS. Zonder farmaceutische bedrijven zouden heel veel ziekte die nu makkelijk te behandelen zijn nog levensbedreigend zijn.

[Kabouterplop01]

Dat ben ik met je eens, maar het schijnt zo te zijn dat er heel goede medicijnen zijn, maar dat die te duur zijn. Medicijnen die èn goed werken èn veel minder bijwerkingen hebben. Het is jammergenoeg niet zo rechtlijnig, dat het BS te noemen valt.
Wist je dat de meeste ziekten met slaap en vitaminen te verhelpen zijn? En er door onze voedingspatronen aan te passen er veel ziekten te zijn voorkomen? Het punt dat voor dat soort zaken pillen en poedertjes verkrijgbaar zijn is voor mij een teken dat het systeem zich niet aan/in het juiste uiteinde van het kwaliteitsspectrum bevindt.