Kunstmatige intelligentie (AI) transformeert de wetenschap, met name op het gebied van medicijnontwikkeling en materiaalkunde. AI-systemen kunnen processen die voorheen weken in beslag namen, nu in enkele uren uitvoeren, wat leidt tot een aanzienlijke versnelling van onderzoek en ontwikkeling scientias.nl. Deze technologische vooruitgang opent deuren naar efficiëntere en effectievere behandelingen.
Een cruciale doorbraak is de mogelijkheid om de 3D-structuur van eiwitten nauwkeurig te voorspellen. Gerard van Westen, onderzoeker aan het Leidse instituut voor medicijnontwikkeling LACDR, benadrukt dat deze ontwikkeling, mede dankzij Google DeepMind en hun neurale netwerk Deepfold, het onderzoeksveld compleet heeft veranderd beste-id.nl. De Nobelprijs voor scheikunde werd toegekend voor werk dat deels mogelijk werd gemaakt door AI. Zodra de 3D-structuur van een eiwit bekend is, kunnen onderzoekers moleculen ontwerpen die hier precies in passen, vergelijkbaar met legoblokjes. Deze moleculen vormen de basis voor nieuwe medicijnen die beter werken en minder bijwerkingen veroorzaken, omdat ze preciezer op het doeleiwit aangrijpen. Voorheen waren hiervoor dure experimenten zoals röntgenkristallografie nodig; nu worden deze structuren door computers gegenereerd .
AI-modellen fungeren als krachtige "ideeëngeneratoren" bij het ontwerpen van deze moleculen . Ze helpen onderzoekers bij het navigeren door de immense "chemische ruimte" van mogelijke moleculen, die naar schatting tussen de 10^60 en 10^100 ligt – een aantal dat veel groter is dan het aantal sterren in het waarneembare heelal tue.nl. Het vinden van een molecuul met de gewenste eigenschappen is hierdoor vergelijkbaar met het zoeken naar een naald in een hooiberg. AI maakt dit proces aanzienlijk efficiënter door moleculen te identificeren die specifiek actief zijn voor de beoogde doeleiwitten, zonder ongewenste bijwerkingen te veroorzaken .
De impact van AI strekt zich ook uit tot het hergebruik van bestaande medicijnen. Professor Harald Schmidt van de Universiteit Maastricht legt uit hoe AI een revolutie teweeg kan brengen in het vinden van nieuwe toepassingen voor geneesmiddelen die oorspronkelijk voor andere aandoeningen waren bedoeld icthealth.nl. Veel medicijnen kunnen ziekten behandelen waarvoor ze niet primair zijn ontwikkeld, maar het huidige systeem is niet gericht op het stimuleren van dit potentieel, vaak vanwege het gebrek aan financiële prikkels voor de industrie. AI kan hierbij helpen door onbenutte mogelijkheden te identificeren.
Een concreet voorbeeld van de vooruitgang is Insilico Medicine, een bedrijf dat het eerste volledig door AI gegenereerde medicijn heeft ontwikkeld voor de behandeling van idiopathische longfibrose (IPF). Hun AI-platform, Pharma.AI, optimaliseert het hele proces van geneesmiddelenontwikkeling. Het systeem bestaat uit drie componenten: Biology42 voor het begrijpen van ziektebiologie, Chemistry42 voor moleculair ontwerp, en Medicine42 voor het voorspellen van klinische resultaten. Deze aanpak verkort de tijd en kosten die nodig zijn om nieuwe medicijnen op de markt te brengen, waardoor patiënten sneller toegang krijgen tot innovatieve behandelingen medzine.nl. Insilico Medicine heeft al meer dan 30 AI-ontworpen medicijnen in hun pijplijn, waarvan er zeven in klinisch onderzoek zijn.
De toepassingen van AI in wetenschappelijk onderzoek zijn breed en omvatten niet alleen medicijnontwikkeling en eiwitstructuurvoorspelling, maar ook het modelleren van complexe systemen zoals klimaatsystemen INVIAI.com. Deze technologie stelt onderzoekers in staat om doorbraken te realiseren die voorheen ondenkbaar waren.