Comment l'IA aide au développement de médicaments
L'intelligence artificielle pourrait également faire avancer la recherche pharmaceutique d'un bon pas, selon Gisbert Schneider. A moyen terme, les ordinateurs pourraient même réaliser des expériences de manière autonome.
![Gisbert Schneider](/de/news-und-veranstaltungen/eth-news/news/2019/03/blog-schneider-ai-medikamentenentwicklung/_jcr_content/news_content/textimage/image.imageformat.textdouble.2120123444.png)
Développer des médicaments est une t?che complexe et ambitieuse : on cherche des substances actives qui résolvent les problèmes de santé les plus urgents du monde, mais qui ne provoquent pas ou peu d'effets secondaires chez les patients.
Les chimistes doivent tenir compte de vastes interactions : Les médicaments interagissent de différentes manières avec les différentes cellules et organes du corps humain, et les interactions peuvent également varier considérablement d'un patient à l'autre. De nombreuses substances actives sont aujourd'hui découvertes en laboratoire à l'aide de tests répétitifs (itératifs). Cependant, nous nous heurtons aux limites de notre capacité à concevoir et à sélectionner de nouvelles molécules de manière ciblée. Les estimations théoriques parlent d'environ 1060 Il s'agit d'identifier les meilleures d'entre elles. Pour pouvoir développer des médicaments avec succès, il faut des connaissances d'experts hautement spécialisées, que les chimistes doivent acquérir au cours de nombreuses années d'expérience professionnelle.
![Développer des substances actives idéales est une t?che complexe. (Graphique : ETH Zurich / Jack Burgess)](/de/news-und-veranstaltungen/eth-news/news/2019/03/blog-schneider-ai-medikamentenentwicklung/_jcr_content/news_content/fullwidthimage/image.imageformat.930.1579021432.jpg)
L'intelligence artificielle (IA) et l'apprentissage automatique pourraient donc aider les chimistes à mieux résoudre cette t?che très complexe : L'IA peut analyser de grandes quantités de données beaucoup plus efficacement que l'homme, l'IA produit des résultats reproductibles et elle accélère potentiellement le processus de découverte, car elle est capable de prendre en compte simultanément de nombreux objectifs de recherche.
Un partenaire idéal ?
De meilleures substances actives, découvertes et développées plus rapidement - à première vue, l'IA est un partenaire idéal pour les chimistes. Dans certains domaines, les systèmes d'IA experts en chimie pourraient effectivement un jour surpasser les chimistes humains. Cela devrait surtout être le cas dans les domaines où l'esprit humain atteint ses limites.
Conscients des avantages de l'IA, nous devons néanmoins maintenir nos attentes à son égard à un niveau réaliste. En chimie, l'IA n'est pas une solution miracle. Nous devons admettre que nous ne comprenons pas encore complètement de nombreux processus pathologiques. Une intelligence machine ne pourra apprendre les relations de cause à effet entre les structures chimiques et leurs effets que si nous l'alimentons avec les données correspondantes.
"L'IA pourrait permettre de mieux prédire l'effet des substances chimiques à un stade de développement plus précoce".Gisbert Schneider
Les chimistes n'ont d'ailleurs pas à craindre d'être un jour remplacés par des ordinateurs. Si nous voulons continuer à progresser dans le développement de substances actives, nous aurons effectivement besoin à l'avenir non pas de moins, mais de plus de chimistes médicaux. L'arrivée de l'IA dans la chimie va cependant continuer à modifier la manière de travailler et l'éventail des t?ches des chimistes, tout comme l'environnement des laboratoires a déjà changé ces dernières années avec l'arrivée des logiciels et de la robotique de laboratoire, gr?ce auxquels nous pouvons aujourd'hui prédire les propriétés chimiques avec une grande précision beaucoup plus rapidement que dans un laboratoire classique non automatisé.
Automatisation de l'acquisition de connaissances
Cette automatisation pourrait aller encore plus loin. D'ici trois à cinq ans, on pourrait en arriver à ce que des ordinateurs réalisent des expériences de manière autonome et productive à l'aide de la robotique. Dans certains endroits, notamment chez nous à l'ETH Zurich ainsi que dans l'industrie, cela est déjà testé.
Nous pouvons attendre de l'IA qu'elle puisse mieux prédire l'effet des substances chimiques à un stade de développement plus précoce et qu'elle puisse proposer de nouvelles substances aux propriétés souhaitées. Nous pouvons donc spéculer sur le fait qu'il faudra tester moins de substances qui s'avéreront inefficaces lors des tests.
? long terme, l'IA peut ouvrir la porte à une médecine personnalisée plus efficace et plus accessible. Cela nécessite non seulement des investissements dans ce domaine, mais aussi une nouvelle réflexion multidisciplinaire d'experts en IA, chimie, pharmacie et biotechnologie.
Rethink
Rethink, un nouveau think tank multidisciplinaire de l'ETH Zurich, se penche également sur l'application de l'intelligence artificielle aux processus de design. Les questions de design se posent dans de nombreux domaines de la science moderne, de la robotique et de la biologie à l'ingénierie chimique et aux soins de santé. Rethink réunit des experts de la science et de l'industrie qui se penchent sur l'impact de l'IA sur la science et ses processus, ainsi que sur la manière dont l'IA peut contribuer aux bénéfices de la science et de la société.
Plus d'informations sur rethink.ethz.ch
Références
Schneider G : Mind and machine in drug design, Nature Machine Intelligence 2019, 1 : 128-130. doi : page externe10.1038/s42256-019-0030-7
Schneider G : Automating drug discovery, Nature Reviews Drug Discovery 2018, 17 : 97-113. doi : page externe10.1038/nrd.2017.232