Biodatathon: Stärkung der Arzneimittelforschung mit KI und Data-Science

Prof. Dr. Swati Chandna, Studiengangsleiterin von Applied Data Science and Analytics (M.SC), war stolz darauf, in Zusammenarbeit mit Neuron Soultions und dem Biomed X Institute die Veranstaltung Biodatathon zu organisieren. Dieser spannende Hackathon, der im Data Lab auf dem Heidelberg Campus stattfand, brachte erfahrene Teilnehmer zusammen, um mit Hilfe der neuesten KI- und Data-Science-Techniken anspruchsvolle Aufgaben in der Pharma-Forschung zu bewältigen.

Die Herausforderung: Revolutionierung der Medikamentenentwicklung
Die Entwicklung von Arzneimitteln ist eine monumentale Aufgabe. Im Durchschnitt dauert die Entwicklung eines neuen Medikaments 14 Jahre, wobei die Misserfolgsquote auf 90 % geschätzt wird. Diese Zahlen verdeutlichen die immense Komplexität, die Zeit und die Ressourcen, die für eine erfolgreiche pharmazeutische Innovation erforderlich sind.

Zielsetzung des Biodatathons

Der Biodatathon wurde entwickelt, um zu erforschen, wie modernste KI-Lösungen eingesetzt werden können:

1. Spitzenleistungen bei Frage-und-Antwort-Benchmarks über biomedizinische Wissensgraphen zu erzielen.
2. Verbessern des Verständnisses, wie multimodale Einbettungen die Suche nach Antworten verbessern können.
3. Demonstration des Potenzials der Integration dieser Fortschritte in ein KI-Agenten-Framework mit Tool-Zugang und einem Chatbot-UI-Frontend zur Steigerung der Produktivität bei der Arbeit mit biomedizinischen Wissensgraphen.

Gemeinsame Anstrengung

Die Veranstaltung war eine echte Kooperation:

• SRH Hochschule, Campus Heidelberg: Sie war Gastgeberin des Hackathons und sorgte für ein lebendiges akademisches Umfeld. Die Hauptvertreterin der Universität war Prof. Dr. Swati Chandna, die den Bereich Applied Data Science and Analytics (ADSA) der Hochschule leitet und von der die Idee für diesen Hackathon eigentlich stammt.
• Biomed X Institut: Entwarf die herausfordernde Aufgabenstellung, die die Teilnehmer dazu anregte, die Grenzen der KI in der Arzneimittelforschung zu erweitern. Douglas McCloskey, der die Entwicklung einer Next Generation Virtual Patient Engine (VPE) für die klinische Umsetzung von Arzneimittelkandidaten leitet, und Gurdeep Singh, ein Bioinformatiker, sowie weitere Kollegen aus ihrem Team waren aktiv beteiligt.
• Neuron Solutions: Stellte neben den Experten der anderen Organisatoren Mentoren zur Verfügung, die die Teams zu wirkungsvollen Lösungen anleiteten, und unterstützte die SRH Hochschule bei allgemeinen organisatorischen Aufgaben, wobei zwei unserer Mitbegründer, Lev Szabados und Otto Werschitz, bei der Veranstaltung anwesend waren.

Ergebnisse: Wissenschaft trifft auf Innovation

Drei talentierte Teams nahmen am Hackathon teil und präsentierten jeweils innovative und umsetzbare Ideen. Die Arbeiten umfassten multimodale Einbettungen für Medikamente und Proteine, die Anreicherung von Knoten, denen es an Merkmalen fehlte, um die Erkenntnisse zu verbessern, und die Extraktion von Subgraphen zusammen mit einem agentenbasierten Arbeitsablauf zur Anreicherung, Einbettung und Neueinstufung von Antwortkandidaten. Ihre Lösungen zeigten einen echten wissenschaftlichen Wert, und getreu dem kollaborativen Geist der Veranstaltung wurde ihre Arbeit als Open Source veröffentlicht. Diese Ergebnisse verdeutlichen die Kraft kollektiver Anstrengungen und das Potenzial der KI, die Prozesse der Arzneimittelforschung zu verändern.