Artificial intelligence als copiloot om medicijnen te vinden
Er zijn nog meer moleculen denkbaar als mogelijk kandidaat-medicijn dan er sterren in het heelal zijn. Hoe kun je die moleculen ooit efficiënt identificeren? Hoogleraar AI en medicinale chemie Gerard van Westen: 'Ik ga kunstmatige intelligentie inzetten als copiloot om geautomatiseerd op zoek te gaan.' Op 26 mei geeft hij zijn oratie.
Zo’n vijftien jaar en meer dan een miljard euro kost het om een werkend medicijn te ontwikkelen. 'Je vindt of maakt in het lab kandidaat-medicijnen. Die test je eerst in vitro, daarna in een diermodel en uiteindelijk in mensen.' Meestal valt zo’n molecuul dan af.
Dood door bijwerkingen
Als je dan een mogelijk werkend medicijn uit alle tests hebt gehaald, moet het nog stabiel, veilig, oplosbaar en op grote schaal te produceren zijn. Onder andere. Van Westen: 'Alle dingen waar je rekening mee moet houden, zijn bijna niet te bevatten voor de menselijke geest. Een briljant voorbeeld vindt hij het terugtrekken van de ontstekingsremmer Vioxx, een ibuprofen-achtig middel. Het bleek hartritmestoornissen als bijwerking te hebben. Het blokkeerde het hERG-kanaal in het hart. Sinds dat bekend is, moet het effect op dat kanaal bij elk kandidaat-medicijn worden onderzocht.'
De menselijke geest kan de hulp van kunstmatige intelligentie gebruiken bij elke stap op de weg naar een nieuw medicijn. Dat begint al bij bedenken welk molecuul uit het gigantische chemisch universum je in het lab wilt maken en testen. 'Onze zoekruimte is gelimiteerd door tijd en geld. Maar we kunnen de zoektocht door dat universum een beetje afbakenen met de gereedschappen die ik maak: een ideeën-generator die bijvoorbeeld 10.000 ideeën voorstelt, gekoppeld aan spamfilters die de slechte ideeën afschieten. Dan houd je zo’n tien moleculen over die je het gemakkelijkst kunt maken in het lab en die de grootste kans hebben op succes als medicijn.'
Een medicijn als een F16
Van Westen liet in presentaties vaak de straaljager F-16 zien om zijn ideaal te illustreren. 'Dat vliegtuig is volledig met de computer ontworpen. Toen ze het voor het eerst op de startbaan zetten, wisten de ontwerpers dat het omhoog zou gaan. Ze wisten niet hoe hard het kon en hoe scherp het kon draaien. Bij medicijnen is het eigenlijk andersom. Van de medicijnen die bij ons op de startbaan van labonderzoek terechtkomen, doet een groot deel het niet. Wij kennen ons organisme niet zo goed als de aerodynamica.' Daarom kunnen kandidaat-medicijnen nog niet zo efficiënt als de F-16 tot stand komen.
'Wetenschappers die kunstmatige intelligentie gebruiken, zullen degenen vervangen die dat niet doen.'
Van Westen is onderdeel van een consortium dat met subsidie van de Nationale Wetenschapsagenda het F16-ideaal dichterbij wil brengen in het Virtual Human 4 safety-project. 'Uiteindelijk zou het geweldig zijn om een digitale patiënt te maken voor veiligheidstesten van geneesmiddelen zonder proefdieren.' Dat kan met algoritmen die geleerd hebben van alle kennis die er is over moleculen en hun reacties met alle eiwitten in het menselijk lichaam. 'Ooit gaat het lukken.'
Virtuele mens
De laatste tijd krijgt kunstmatige intelligentie ook veel negatieve aandacht. Neemt zo’n virtuele mens de boel straks over? Van Westen is er niet bang voor. 'Kunstmatige intelligentie zal wetenschappers niet vervangen, maar wetenschappers die kunstmatige intelligentie gebruiken, zullen degenen vervangen die dat niet doen.'
Tekst: Rianne Lindhout
Foto: Patricia Nauta