KI-generierte digitale Menschen und Organe revolutionieren klinische Studien und verändern die medizinische Forschung und Behandlung.
Was sind Digitale Zwillinge?
Ein digitales Zwillingsherz simuliert die Funktion eines menschlichen Herzens. Es prüft kardiovaskuläre Geräte wie Stents und Prothesenklappen. Adsilico erstellt mithilfe von KI und Datensätzen mehrere Herzmodelle.
Diese digitalen Herzen berücksichtigen Alter, Gewicht, Geschlecht, Blutdruck und ethnische Zugehörigkeit. Klinische Studien übersehen oft solche Unterschiede, aber digitale Zwillinge schließen diese Lücke. Hersteller können jetzt integrativere Tests durchführen. „Digitale Zwillinge erfassen die Vielfalt der Patientenanatomien und physiologischen Reaktionen“, sagt Adsilico-CEO Sheena Macpherson. Diese Vielfalt macht Geräte sicherer.
2018 zeigte eine Untersuchung, dass 83.000 Todesfälle und 1,7 Millionen Verletzungen durch Medizinprodukte verursacht wurden. Macpherson hofft, dass digitale Zwillinge diese Zahlen senken. „Sicherere Geräte erfordern gründlichere Tests, aber klinische Studien sind teuer“, sagt sie. Virtuelle Tests senken Kosten und erweitern den Testumfang. „Ein digitales Herz kann unter verschiedenen Blutdruckbedingungen getestet werden“, fügt sie hinzu.
Digitale Zwillinge ermöglichen Tests an unterrepräsentierten Gruppen wie Frauen und marginalisierten Gemeinschaften. Adsilicos KI-Modelle verwenden Herz-Kreislauf-Daten sowie MRT- und CT-Scans von Patienten. Diese detaillierten Daten helfen, präzise digitale Modelle zu erstellen, die Geräte mit verschiedenen Anatomien testen.
Tests umfassen das Einsetzen eines virtuellen Geräts in ein digitales Zwillingsherz. Die Simulation läuft über eine KI-Plattform. Tausende von Simulationen sind möglich, während menschliche und tierische Tests nur Hunderte von Teilnehmern haben. Dieser Ansatz beschleunigt Tests und erweitert die Analyse.
Kosten senken und Erfolg steigern
Pharmaunternehmen wie Sanofi nutzen digitale Zwillinge. Sanofi will Testzeiten um 20 % verkürzen und Erfolgsquoten steigern. Sanofi verwendet biologische Daten, um KI-simulierte Patienten zu erstellen. Diese virtuellen Patienten erhöhen die Diversität der Studienpopulationen und verbessern die Aussagekraft der Studienergebnisse.
Sanofis KI-Modelle simulieren Arzneimitteleigenschaften und sagen vorher, wie Medikamente auf die menschliche Biologie wirken. Die Technologie imitiert den realen Studienprozess und liefert frühe Einblicke in die Medikamentenleistung. „Bei einer Fehlerquote von 90 % könnte eine Erfolgssteigerung von 10 % 100 Millionen Dollar sparen“, sagt Matt Truppo, Leiter der Forschungsplattformen von Sanofi. Truppo betont, dass KI-gestützte digitale Zwillinge entscheidend für die Bekämpfung komplexer Krankheiten sind.
Digitale Zwillinge haben jedoch Grenzen. Charlie Paterson von PA Consulting warnt, dass KI-Modelle nur so gut sind wie ihre Trainingsdaten. Veraltete oder mangelhaft repräsentierte Daten können Verzerrungen in Simulationen verursachen. Sanofi löst dies, indem es externe Datenquellen wie Gesundheitsakten und Biobanken verwendet.
Macpherson von Adsilico hofft, dass KI-Digitalzwillinge Tierversuche in klinischen Studien überflüssig machen. „Ein digitales menschliches Herz ist realistischer als Herzen von Hunden, Kühen oder Schweinen“, sagt sie. Dieser Wandel könnte sicherere und ethischere medizinische Forschung ermöglichen. KI und digitale Zwillinge machen die Medikamentenentwicklung schneller, sicherer und integrativer.
