Mit KI-Software zur effizienten Bioprozessentwicklung

Corinna Herrmann

Startup Stories

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Die Entwicklung eines neuen Medikaments verläuft über viele Stationen. Von der Idee bis zur ersten Zulassung dauert es in der Regel mehr als 13 Jahre. Das in Helsinki, Finnland, ansässige Startup AnalysisMode (Fibo Labs Ltd) hat es sich zum Ziel gesetzt, diese langwierigen Prozesse zu verkürzen, um mehr Kapazität, weniger Kosten und zugängliche medizinische Behandlungen zu ermöglichen.

Hierzu bietet das Chemiestartup SimCell: eine KI-Plattform für die biotechnologische Forschung und Entwicklung (engl. Research and Development (R&D)), mit der Wissenschaftler 5x mehr Ergebnisse erzielen können. Von der prädiktiven Analytik bis zur Planung von Laborexperimenten steuert die KI von AnalysisMode R&D bis hin zum Erfolg.

Im Interview mit 5-HT erläutert Belma Alispahic, Head of Business Development, wie genau SimCell, der webbasierte virtuelle Bioreaktor (in-silico), Wissenschaftlern die sekundenschnelle Durchführung von Millionen von virtuellen Zellkulturexperimenten ermöglicht.

Tiago Roberti Sampaio (left) and Belma Alispahic (right) from AnalysisMode 

Wie würdet ihr eure Lösung in drei Sätzen einem Fachkollegen in einem Chemieunternehmen erklären?

"AnalysisMode hat SimCell entwickelt, eine KI-basierte Bioprozess-Simulator-Software, die es einem ermöglicht, die Vergangenheit zu überprüfen, die Gegenwart zu kontrollieren und die Zukunft eines Experiments vorherzusagen. Wir tun dies, indem wir Millionen von Zellen in Sekundenschnelle mit Zielprozessparametern Ihrer Wahl simulieren.  Sie können nicht nur die Entwicklung der Zellkultur überwachen, sondern auch die von unserer Software empfohlenen Korrekturmaßnahmen ergreifen, um Ihre Charge zu retten und rechtzeitig ein hochwertiges Produkt zu liefern."

Welches Problem hat euch dazu bewogen, das Unternehmen zu gründen?

"Die Entwicklung neuer Medikamente ist ein kostspieliger und riskanter Prozess. Mit dem Aufkommen neuer vielversprechender Therapien sind die Kosten höher denn je. Leider bedeutet dies auch, dass erstaunliche wissenschaftliche Durchbrüche und Therapien nicht für jedermann zugänglich sein werden. Wir haben es uns zur Aufgabe gemacht, Biopharmaunternehmen eine Möglichkeit zu bieten, Therapien zu geringeren Kosten und mit geringerem Risiko zu entwickeln und herzustellen. 

Genauer gelingt das den Biopharmaunternehmen durch den Einsatz von KI-Technologien, die es ihnen ermöglichen, weniger Experimente im Nasslabor durchzuführen und die Anzahl der erforderlichen Qualitätsserien zu verringern."

Wie überzeugt ihr ein Chemieunternehmen davon, ein Pilotprojekt mit euch zu starten?

"Unser Kunde kann in nur wenigen Wochen statt in Jahren von der KI profitieren, was einen Wettbewerbsvorteil bei der Optimierung und Skalierung der Bioproduktion darstellt. SimCell ist eine KI-Software von der Stange, die es unseren Kunden ermöglicht, vom ersten Tag an von den Erkenntnissen der KI zu profitieren und sich schnell an die Bedürfnisse des Kunden anzupassen. Wir erreichen diese Geschwindigkeit, indem wir unsere hauseigene KI-Technologie - die es ermöglicht, Erkenntnisse aus den Daten von 4 Prozessläufen zu gewinnen - mit einer Benutzeroberfläche kombinieren, die es Wissenschaftlern (ohne KI-Kenntnisse) ermöglicht, unsere Software zu bedienen.

Die modellprädiktive Steuerung ist die am weitesten verbreitete fortschrittliche Prozesssteuerungsmethode. Die bestehenden Lösungen verwenden mathematische Modelle und/oder hybride Modellierung (mathematische Modelle und ANN kombiniert). Unsere Lösung basiert auf einem fortschrittlichen KI-Algorithmus, der auf Konzepten von tiefen neuronalen Netzen, versteckten Markov-Modellen für Zeitreihen, Transformatoren und evolutionären Algorithmen beruht. Dies wiederum ermöglicht uns Flexibilität und Innovation bei der Verarbeitung, Behandlung und Interpretation von Daten. Durch den Einsatz von SimCell wollen wir nicht nur intrazelluläre Ereignisse modellieren, sondern einen ganzheitlichen Überblick über die Zielparameter (CPPs und CQAs), ihre Korrelation und ihre Auswirkungen auf die Produktivität, Gesundheit und Qualität des Produkts geben."

Wer sind eure derzeitigen Kunden(gruppen) und wer sollen eure potenziellen Kunden sein?

"Wir sind in einem Querschnitt innerhalb des biopharmazeutischen Bereichs tätig. Große Pharmaunternehmen wenden sich an CDMOs (Contract Development and Manufacturing Organisations) und Lösungsanbieter, um Hilfe bei der Durchführung ihrer Projekte zu erhalten. Unsere Aufgabe ist es, alle Partnerinfrastrukturen zu unterstützen, um Innovation, Forschung und Entwicklung voranzutreiben. Wir konzentrieren uns auf die Herstellung von Biologika, wobei mAbs und Zelltherapien unser größtes Ziel sind.

Biologika machen mehr als 30 % des pharmazeutischen Arzneimittelmarktes aus. Der Markt für monoklonale Antikörper (mAb) erreichte 2017 ein Volumen von 98 Milliarden US-Dollar und wird voraussichtlich bis 2021 auf 200 Milliarden US-Dollar anwachsen. Dies macht 70 % des Biologika-Marktes aus."

Wo sehen ihr euch in 3 Jahren und wie kann 5-HT euch unterstützen?

"In 3 Jahren sieht sich AnalysisMode als ein führender Anbieter von digitalen Lösungen für die Bioprozesstechnik. Wir wollen neue Maßstäbe setzen, wie die Digitalisierung in der Verarbeitung erfolgt. Dies kann nicht ohne die richtigen Partner und Kunden geschehen. Die 5-HT ist ein großartiges Umfeld für uns, um mit zukünftigen Kunden und Innovatoren in Kontakt zu kommen und an der Zukunft der Pharmaindustrie zu arbeiten."

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