Besser, schneller,
weiter

Neue Medikamente zu entdecken und zu entwickeln, ist aufwendig und teuer. Wissenschaftler erforschen und identifizieren die ihrer Meinung nach wichtigsten Krankheitsmechanismen, anschließend entwickeln und testen sie geeignete Molekülkandidaten, die in den Mechanismus eingreifen. Dann organisieren sie Patientenstudien und werten die Ergebnisse aus. All das kann Jahre dauern und Milliarden Euro kosten, mit hohen Misserfolgsraten. Die digitale Transformation wird diese Prozesse von Grund auf verändern, getreu dem Motto: besser, schneller, weiter. Drei Beispiele zeigen, wie sich Forschung bei Boehringer Ingelheim wandelt.

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Software mit künstlicher Intelligenz, virtuelle Molekülmodelle und Open Innovation halten derzeit Einzug in die Forschungslabore von Boehringer Ingelheim. Das Ziel: Die Entwicklung besserer Medikamente. Auf Basis hochpräziser Daten können Wissenschaftler bei Boehringer Ingelheim ihre Ziele von Anfang an höher stecken: mit einer exakten Hypothese zu einem bestimmten Krankheitsmechanismus, die den Forschungsstand aus allen weltweit relevanten Erkenntnissen einbezieht. Eine smarte Software macht diese Art von Präzision möglich. Computer lesen die ständig anschwellende Datenflut aus Experimenten, Aufsätzen externer Forscherteams und den Werten von Statistikportalen in Sekundenschnelle aus, bewerten sie und decken Verknüpfungen auf.

Die digitalen Prozesse erlauben es Wissenschaftlern auch, schneller zu sein, denn die Medikamentenentwicklung dauert mit analogen Prozessen oft zu lange. Von der Idee über die ersten Experimente, Prototypen und Patientenstudien bis hin zum marktreifen Medikament können mehrere Jahre ins Land gehen. Das kostet im schlimmsten Fall Menschenleben, weil rettende Wirkstoffe nicht rechtzeitig für Behandlungen zur Verfügung stehen.

Zusätzlich bringt die Digitalisierung unsere Wissenschaftler weiter: dank Open Innovation. Mittels digitaler Plattformen werden neue Verbindungen und Kollaborationen möglich. Die Grenzen zwischen internen Forschungsteams und externen Experten werden durchlässig.

„Digitale Technologien sind ein Wertschöpfungsturbo in unseren Forschungsprozessen. Sie helfen, die richtigen Krankheitsmechanismen zu erkennen, vielversprechende Wirkstoffkandidaten zu entdecken und weit über den bisherigen Horizont hinaus zu forschen – durch Open Innovation. Der Zugewinn an Zeit, Qualität und Wissen wird vor allem unseren Patienten weltweit zugutekommen“, erklärt Dr. Michel Pairet, Mitglied der Unternehmensleitung mit Verantwortung für die Innovation Unit.

Interaktion von künstlicher Intelligenz und menschlicher Kreativität beim Moleküldesign für neue Arzneimittel.

Besser mittels Fusion komplexer Daten

Sofort auf dem neuesten Stand

Vor dem Laborexperiment steht die Suche nach einem vielversprechenden Forschungsansatz mit Potenzial. Dafür entwickelt Boehringer Ingelheim gerade in einem Pilotprojekt die Anwendung „NTC Studio“. Die Buchstabenkombination steht für „New Therapeutic Concepts“.

NTC fusioniert, also kombiniert und analysiert Daten aus verschiedensten internen und externen Quellen. „Die Menge an Informationen, die für unsere Forschung relevant ist, stammt aus der ganzen Welt und nimmt jeden Tag zu“, erklärt Projektleiter Dr. Jan Kriegl. „Mithilfe von NTC Studio haben Forscher Zugang zu den verschiedensten Quellen und kennen immer den neuesten Forschungsstand.“

Die Anwendung verknüpft Ergebnisse aus internen Forschungsprojekten, Inhalte aus wissenschaftlichen Fachpublikationen und Patenten sowie Daten aus klinischen Studien. Das Programm durchforstet diese Informationen nach Begriffen, die Forscher suchen, gruppiert diese und ermöglicht den Wissenschaftlern, mit dieser fusionierten Ansicht unbekannte Zusammenhänge aufzuspüren.

Außerdem liefert NTC Studio die Möglichkeit zur effizienten Kollaboration mit Forschern, die an ähnlichen Projekten arbeiten oder gearbeitet haben. Die Zusammenfassung des internen Wissens vieler einzelner Forscher erlaubt es, über die Zeit eine wertvolle Wissensbasis aufzubauen.

“Digitale Technologien sind ein Wertschöpfungsturbo in unseren Forschungsprozessen.”

Dr. Michel Pairet,
Mitglied der Unternehmenslei tung mit Verantwortung für die Innovation Unit

Smarte Forschungsassistenten wie „ADAM“ funktionieren auf verschiedenen Plattformen – auch auf dem Smartphone.

Schneller dank künstlicher Intelligenz

Moleküle aus der Maschine

Auf dem Smartphone-Bildschirm baut sich ein verzweigter Strang aus Molekülen auf. Chemische Strukturen erscheinen, darunter sind Eigenschaften und Werte aufgelistet – Daten aus der Forschung. Der Wissenschaftler muss nun entscheiden: Klickt er auf das grüne Feld und nimmt den Vorschlag an? Oder klickt er auf das rote Feld und lehnt ab? Nimmt der Forscher an, dann kann er weiter an der angezeigten Molekülverbindung arbeiten. Lehnt er ab, bekommt er einen neuen Vorschlag angezeigt – generiert mithilfe von künstlicher Intelligenz. „ADAM“ heißt die Anwendung, die dem Medikamentenentwickler das Leben erleichtern soll.

Die Abkürzung steht für „Advanced Design Assistant for Molecules“ und bezeichnet den bisher fortschrittlichsten digitalen Assistenten in der Forschung von Boehringer Ingelheim. Schon seit einiger Zeit helfen digitale Assistenten den Forschern dabei, komplexe Daten zu verarbeiten.

Jeder Assistent kennt die relevanten Molekülverbindungen und Datenpunkte aus allen Forschungsprojekten von Boehringer Ingelheim und hat auch Zugang zu historischen Projektdaten.

In wenigen Sekunden zeigen die Assistenten den Wissenschaftlern, was über eine Molekülvariante bei Boehringer Ingelheim bekannt ist – ohne dass die Anwender jedes Mal danach suchen müssen. ADAM lässt ständig neue Informationen und Datenpunkte aus zahllosen aktuellen und früheren Projekten des Unternehmens in seine Algorithmen einfließen. Die Nutzung dieses Know-hows steigert die Effizienz in der Pharmaforschung. ADAM bringt das Zusammenspiel von Mensch und Maschine dadurch auf eine völlig neue Ebene. „Die biologischen Abläufe im menschlichen Körper sind sehr komplex“, betont Dr. Matthias Zentgraf aus der Forschungsabteilung von Boehringer Ingelheim. „Aber es gibt eben auch Fragestellungen in der Wirkstoffforschung, die häufig wiederkehren. Dank digitaler Assistenten werden wir hier in naher Zukunft deutlich effizienter arbeiten können. ADAM bietet schon jetzt einen Vorgeschmack darauf.“

Die Augen der Anderen

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Forscher bei Boehringer Ingelheim arbeiten weltweit an neuen Medikamenten, auch über Ländergrenzen und Kontinente hinweg. Dank der Remote-App „XpertEye“ kann ein Forscher in den USA mithilfe einer Datenbrille sehen, was seine Kollegen im Labor in Deutschland tun – und andersherum. Über die Remote-App lassen sich aus der Ferne Handlungsschritte koordinieren, zum Beispiel beim Reparieren von Geräten oder Analysieren von Daten. Die Vorteile liegen auf der Hand: Statt zu den Kollegen ans andere Ende der Welt reisen zu müssen, lassen sich Probleme bei Forschungsvorhaben mittels elektronischer Kommunikation lösen. Das ist nicht nur nachhaltiger, sondern spart auch Zeit und Kosten.

Werkzeuge zur ortsunabhängigen Zusammenarbeit wie „XpertEye“ helfen, spezifische Fragestellungen schneller und kostengünstiger zu lösen.

Weiter durch Open Innovation

Designed by us – unlocked by you

Das Onlineportal von Boehringer Ingelheim für Open Innovation „opnMe.com“, ermöglicht die Zusammenarbeit in der pharmazeutischen Forschung weit über Unternehmensgrenzen hinaus.

Da klingelt ein Paketbote bei einem Universitätsinstitut – zum Beispiel in Nordamerika. Im Karton stecken Gefäße mit dem wertvollsten, was die Forschungsorganisation von Boehringer Ingelheim zu bieten hat: hochwertige Molekülverbindungen, im eigenen Haus entwickelt und patentiert. Der amerikanische Wissenschaftler hat sie kostenfrei auf der opnMe.com bestellt: Hier bietet das Unternehmen 30 Moleküle an, die man in prädigitalen Zeiten wahrscheinlich peinlich unter Verschluss gehalten hätte.

Auf opnMe dagegen können Wissenschaftler Moleküle, die für ihre eigene Forschung interessant sind, mit wenigen Klicks bestellen. Sie bekommen sie innerhalb einer Woche weltweit frei Haus geliefert und können damit eigene Experimente starten, ohne dass sie Verstöße gegen bestehende Patente fürchten müssen. In den vergangenen Monaten gingen mehr als 1.700 Pakete in 29 verschiedene Länder. Externe Forscher werden so zu Komplizen der eigenen Medikamentenentwicklung.

„Mit opnMe können wir aufregende neue Erkenntnisse über die Biologie von Krankheiten gewinnen, gleichzeitig unsere wissenschaftliche Reputation sowie die eigene Exzellenz in Wirkstoffforschung und –entwicklung verbessern“, erklärt Dr. Florian Montel aus der medizinalchemischen Forschung bei Boehringer Ingelheim und Leiter von opnMe. „Und Wissenschaftlern zeigen, dass Boehringer Ingelheim ein offener, ehrlicher und fairer Kooperationspartner in Sachen Forschung ist, dem die schnelle Entdeckung neuer Wirkstoffe am Herzen liegt.“

Nur einen Klick entfernt: Neue Moleküle werden Forschern weltweit in einem Open Innovation Online-Portal zur Verfügung gestellt.

Denn über opnMe initiiert Boehringer Ingelheim auch gemeinsame Forschungsprojekte. Wer damit forschen will, bewirbt sich mit einer originellen und neuen Arbeitshypothese. Die Forschungsansätze mit dem höchsten Potenzial werden dann gemeinsam mit Boehringer Ingelheim-Wissenschaftlern weiterverfolgt. Bisher wurden drei dieser Moleküle bei opnMe angeboten – und insgesamt kamen 275 Bewerbungen bei Boehringer Ingelheim an. „Daraus haben wir die besten Vorhaben ausgewählt und den Forschern die Moleküle zur Verfügung gestellt. Sieben neue Forschungskollaborationen sind so entstanden“, erklärt Dr. Markus Koester, der die Kontakte mit den externen Wissenschaftlern in aller Welt über opnMe.com organisiert und pflegt. Aktuell laufen Kooperationsprojekte bei der Erforschung von kardiometabolischen, Infektions- sowie Atemwegserkrankungen.

Und bald startet eine weitere, besondere Ausschreibung: Erstmals wird dann ein lungenspezifisches, adeno-assoziiertes Virus (AAV) angeboten, um neue genetische Mechanismen zur Behandlung von Atemwegserkrankungen zu testen. „Damit untermauern wir unseren wissenschaftlichen Führungsanspruch in der AAV-basierten Gentherapie“, erklärt Koester.

Indem sich das Unternehmen öffnet, können die Forscher bei Boehringer Ingelheim das weltweite Expertenwissen anzapfen. Laut Montel überwindet opnMe.com die Grenzen in der Wirkstoffforschung und beschleunigt letztendlich die Entdeckung von Wirkstoffen der nächsten Generation für Patienten.

Doch trotz allen technologischen Fortschritts wird eines auch in Zukunft unersetzlich bleiben: die unermüdliche Neugier, Kreativität und der Genius begeisterter Wissenschaftler.

30

hochwertige Molekülverbindungen bietet opnMe an

275

Bewerbungen für „Molecules for collaboration“

1.700

Substanzen wurden seit Launch von OpnMe verschickt

Brass: Risiken und Nebenwirkungen

Wenn ein Medikament auf dem Markt ist, kümmern sich Mediziner bei Boehringer Ingelheim um die sogenannte Pharmakovigilanz. Sie sammeln Daten zu möglichen Nebenwirkungen und bewerten damit Risiken von Medikamenten.

Bald bekommen sie dabei einen digitalen Assistenten namens BRASS. In die Applikation können die Experten eigene Erfahrungen und Einschätzungen sowie Hintergrundinformationen eintragen. Mithilfe verschiedener Analysemethoden kann BRASS dann eigenständig neue Erkenntnisse entwickeln. Außerdem ist BRASS in der Lage, Daten in den Kontext biomedizinischen Fachwissens einzuordnen. Die Entscheidung, welche Schlüsse aus den Sicherheitsdaten zu ziehen sind, liegt jedoch immer noch bei Medizinern. Sollen bestimmte Risiken im Beipackzettel genannt werden? Sind die Nutzungshinweise zu ergänzen? Künstliche Intelligenz unterstützt den Menschen zwar in vielen Bereichen – aber ersetzen kann sie ihn eben doch nicht.

Lernende Algorithmen helfen, mögliche Risiken und Nebenwirkungen von Medikamenten besser einzuschätzen.