Een nieuwe therapeutische behandeling is het hoogtepunt van een decennium of meer aan onderzoek en klinische proeven die minstens een miljard euro hebben gekost. Om het onderzoek te versnellen en de kosten te verlagen, vervangen onderzoeksorganisaties laboratoriumexperimenten (in vitro) en experimenten op levende wezens (in vivo) geleidelijk door digitale simulaties (in silico). In het kader van de pathologie wordt de werking van bepaalde moleculen geïdentificeerd en digitaal gesimuleerd met behulp van moleculaire modelleringsalgoritmen.

Verwerkingscapaciteit

Deze algoritmen voor kunstmatige intelligentie (AI) vereisen grote verwerkingscapaciteiten die alleen de cloud zonder vertraging en economisch voordelig kan bieden gedurende de noodzakelijke periode. Dat hebben onderzoekers begrepen. Zo heeft Moderna sinds 2011 een ‘cloud first’-strategie ter ondersteuning van haar ‘Digital Drug Studio’. De studio gebruikt machine learning (ML)-algoritmen om de optimale messenger-RNA-sequenties te identificeren om de gewenste medische effecten te produceren. En tijdens de pandemie heeft een internationaal team van onderzoekers verbonden aan het Cloud Innovation Center van de University of British Columbia in Canada de cloud gebruikt om in acht weken tijd een cluster van 22.500 computers te creëren voor slechts $ 24.000. Het team van onderzoekers identificeerde en catalogiseerde 5,7 miljoen biologische monsters en behaalde resultaten in slechts 11 dagen; dat zou meer dan 2000 jaar hebben geduurd met een enkele computer.

Klinische proeven

De cloud strekt zich ook uit tot andere aspecten van onderzoek naar medische behandelingen, met name klinische proeven, die twee derde van de kosten en de helft van de ontwikkelingstijd van een nieuw medicijn uitmaken. Deze proeven moeten een groot aantal protocollen volgen om de rechten van patiënten te respecteren, de veiligheid te waarborgen en te voldoen aan de regelgeving.

Door gebruik te maken van de cloud en ML-algoritmen, kan de doorgaans lange en moeizame fase van patiënten werven voor de klinische proef aanzienlijk worden verkort. Bijvoorbeeld medische informatie extraheren uit ongestructureerde medische teksten (doktersnota’s, klinische onderzoeksrapporten, radiologierapporten) om een geschikte patiëntengroep te selecteren.

Monitoring tot buiten de zorginstellingen

Ook het monitoren van klinische onderzoeken brengt nog steeds veel handmatige taken met zich mee die 25 tot 30 procent van de kosten van onderzoeken uitmaken. Veel van die taken kunnen worden geautomatiseerd met cloudservices voor gegevensverzameling, transcriptie, gegevensvalidatie en naleving van de regelgeving. Menselijke fouten worden geëlimineerd en de patiëntveiligheid in klinische onderzoeken wordt verhoogd.

De innovatie reikt tot buiten de grenzen van zorginstellingen. In een breder ecosysteem zijn de effecten van medicijnen nog beter te beheersen. Er zijn bedrijven die met de zorginstelling verbonden apparaten aanbieden. Hiermee wordt de klinische proef uitgebreid naar het huis van de patiënt. Algoritmen in de cloud analyseren de gegevens die door deze apparaten worden geproduceerd en detecteren een bijwerking of het stopzetten van een medicijn.

Geneesmiddelenbewaking

En zodra de medicijnen op de markt zijn, neemt geneesmiddelenbewaking het over, bijvoorbeeld door de studie van medicijninstructies voor gebruik en referentiedocumenten toe te staan om onverenigbaarheden tussen behandelingen te detecteren. Of door de analyseketen van bijwerkingen van geneesmiddelen of vaccinreacties. Voor deze toepassingen zijn in de cloud beschikbare algoritmen voor natuurlijke taalverwerking speciaal getraind met de medische woordenschat.

Door de geschiedenis heen heeft de geneeskunde zich voortdurend technologie toegeëigend om diagnose en behandeling te verbeteren. De volgende stap is de stap naar digitaal. De cloud biedt een gemakkelijke, snelle en goedkope manier om geavanceerde digitale technologieën beschikbaar te maken voor medisch onderzoek.

Mathieu Jeandron, Head of Solution Architecture Public Sector bij AWS Benelux & Frankrijk