Tekoälytutkijat ja Orion aikovat vauhdittaa lääkekehitystä uudella virtuaalilaboratoriolla
Innovatiivinen virtuaalilaboratorio voisi auttaa esimerkiksi lääkekemistiä kemiallisten reaktioiden optimoinnissa. Tekoälyn ympärille on syntymässä Suomeen kokonainen lääkealan ekosysteemi.
Kuva: Mostphotos
Tästä on kyse
Tavoitteena on tuoda uusia tekoälymenetelmiä varhaisen vaiheen lääkekehityksen tueksi.
Hankkeessa tehtävä perustutkimus on askel kohti uudenlaisen lääkealan ekosysteemin synnyttämistä Suomeen.
Työn tuloksena karttuu ymmärrys siitä, miten tekoäly voidaan tuoda apuriksi lääkeyritysten arkeen hyödyntämällä innovatiivista virtuaalilaboratorion ideaa.
Tekoäly voi antaa hyödyllisiä neuvoja
Kun tutkijat ryhtyvät kehittämään laboratoriossa uutta lääkettä, he joutuvat suunnistamaan kohti tuntematonta – ei ole varmaa tietoa siitä, minkälaisella molekyylillä olisi toivottu vaikutus tai kuinka tarvittavat kemialliset reaktiot saadaan aikaiseksi. Mitä jos tekoäly voisi helpottaa työtä?
Tähän tähtää Virtual Laboratories for Pharmaceutical R&D -hanke, jossa Helsingin yliopisto, Aalto-yliopisto ja lääkeyhtiö Orion yhdistävät voimansa. Pienikin nopeuden ja tarkkuuden lisäys lääkkeiden kehitystyöhön olisi merkittävä, koska urakassa voi vierähtää helposti jopa 15 vuotta.
– Jos tätä kokonaisuutta pysytään tehostamaan, saadaan selkeitä mitattavia hyötyjä, kuvailee hanketta koordinoiva tietojenkäsittelytieteen apulaisprofessori Arto Klami.
Tekoäly voisi esimerkiksi antaa tutkijalle vinkkejä sitä, mitä kannattaisi seuraavaksi tehdä: mennä laboratorioon suorittamaan kokeita vai simuloida vielä? Entä minkälaiset olosuhteet olisivat optimaaliset tietylle kemialliselle reaktiolle? Tutkija tekisi edelleen päätökset, mutta tekoäly auttaisi kokonaisuuden hallinnassa.
– Puhutaan tekoälystä, joka toimii yhdessä tutkijan kanssa, Klami kiteyttää.
“Haluaisimme, että samankaltaiset tekoälymenetelmät yleistyisivät mahdollisimman monelle tieteenalalle.”
Tutkimus tukee lääkealan ekosysteemin syntymistä
Kaksivuotinen hanke on saanut Business Finlandilta noin 500 000 euron Co-Research-rahoituksen. Se linkittyy Orionin Veturi-ohjelmaan, jossa rakennetaan Suomeen tekoälyä hyödyntävää lääkealan tutkimusekosysteemiä. Toiveissa on, että uudesta verkostosta löytyy pian kaikki tarvittava osaaminen ja data erilaisiin lääkekehityksen projekteihin.
– Siitä tulee mielenkiintoinen toimintaympäristö kaikille muillekin tutkiville lääkeyrityksille Suomessa ja maailmalla, arvioi Orionin datateknologiajohtaja Julius Sipilä.
– Kyllä tässä aikamoista transformaatiota haetaan tutkimuksen tekemiseen, Sipilä sanoo.
“On hyvin vähän osaajia, jotka pystyvät soveltamaan koneoppimis- ja tekoälymenetelmiä kemian, biologian ja lääketutkimuksen ongelmiin. Tätä osaamista haluamme yliopistoilta. ”
Hänen mukaansa voimien yhdistäminen FCAI-tutkijoiden kanssa oli luontevaa virtuaalilaboratorio-idean vuoksi ja siksi, että nämä ovat alansa huippuja. Orion hakee akateemisilta kumppaneilta datatieteiden osaamista ja taitoa soveltaa koneoppimista. Yhtiö tahtoo olla kehityksen kärjessä.
– Emmekä pelkästään seuraamassa vaan hyödyntämässä uusia menetelmiä heti, kun niitä tulee.
Houkuttelevia mahdollisuuksia myös ohjelmistoyrityksille
Hanke käynnistyi syksyllä 2023. Klami kollegoineen on jo selvittänyt, mihin kohtiin varhaisessa lääkekehityksessä voidaan lisätä nopeutta ja tarkkuutta. Nyt he kehittävät uusia tekoälymenetelmiä, joita testataan lopuksi Orionin kanssa. Tekeillä on esimerkiksi algoritmi, joka auttaa optimoimaan kemiallisen reaktion olosuhteita.
– Tiedämme, mihin virtuaalilaboratorion käsite soveltuu Orionin ydintoiminnoissa, Klami kertoo.
Co-Research-hankkeen jälkeen edessä on virtuaalilaboratorion tuotteistus. Siinä tärkeä rooli on ohjelmistoyrityksillä, joille hanke avaa uusia liiketoimintamahdollisuuksia. Mukana yhteistyössä onkin jo tekoälyyn keskittynyt Silo AI. Tuloksista ovat kiinnostuneita myös lääkealan yritykset Admescope ja Pharmatest.
Virtuaalilaboratorio voi mullistaa tutkimusta laajemminkin
Jos lääkkeiden kehitys tehostuu, voidaan esimerkiksi innovatiivisia syöpähoitoja saada markkinoille nopeammin ja lääkkeitä personoida potilaille helpommin. Uusi ekosysteemi vahvistaa myös huoltovarmuutta siten, että Suomessa on elinvoimaista lääketeollisuutta tulevaisuudessakin, Sipilä arvioi. Hän onkin tyytyväinen, että tutkimusvetoisia ja tuotteistamista pohjustavia projekteja pystytään tekemään Business Finlandin tuella.
– Minusta on hienoa, että tällainen Co-Research-rahoitusinstrumentti on olemassa.
Eikä tässä kaikki: virtuaalilaboratorio voi mullistaa monien muidenkin alojen arjen. Klami uskoo, että sitä pysytään pienin muutoksin hyödyntämään monenlaisessa tuotekehityksessä ja tutkimuksessa.
– Pyrimme siihen, että jokaisen alan sisällä ei jouduttaisi kehittämään tekoälymenetelmiä uudestaan.
Yhteistyö pähkinänkuoressa
Virtual Laboratories for Pharmaceutical R&D -hanke on saanut Business Finlandilta vuosille 2023–2025 Co-Research-rahoituksen. Helsingin yliopisto ja Aalto-yliopisto etsivät lääkeyhtiö Orionin kanssa tekoälymenetelmiä, jotka nopeuttaisivat varhaisen vaiheen lääkekehitystä. Mukana yhteistyössä ovat ohjelmistoyritys Silo AI, lääkealan yhtiöt Admescope ja Pharmatest sekä CSC. Hankkeen pohjalta on tarkoitus rakentaa innovatiivinen virtuaalilaboratorio, joka tukee uuden lääkealan ekosysteemin syntymistä Suomeen. Tuloksia voidaan hyödyntää tekoälymenetelmien tuomisessa muillekin aloille.
Lisätietoja yhteistyöstä
Arto Klami, apulaisprofessori, Helsingin yliopiston Tietojenkäsittelytieteen osasto
Julius Sipilä, Discovery Data Technology Lead, Orion Oyj
Teksti: Anna Humalamäki
Julkaistu ensin Helsingin yliopiston verkkosivuilla.