Regulatorische Nutzung von Big Data-Strategien basierend auf OMICS-Daten zur effizienten Entwicklung, Zulassung und sicheren Anwendung von biologischen Arzneimitteln (RENUBIA)

Ressortforschung im Handlungsfeld „Digitalisierung“

RENUBIA - Regulatorische Nutzung von Big Data-Strategien basierend auf OMICS-Daten zur effizienten Entwicklung, Zulassung und sicheren Anwendung von biologischen Arzneimitteln — Auch bei der Entwicklung von Arznei- und Impfstoffen werden Methoden der Künstlichen Intelligenz immer wichtiger.

Motivation

Bei der Entwicklung neuartiger Arznei- und Impfstoffe werden zunehmend Methoden angewandt, bei denen große Mengen an Daten erhoben und automatisch ausgewertet werden. Man bezeichnet diese Vorgehensweise allgemein als „Big Data“ und speziell im biomedizinischen Bereich als „OMICS-Methoden“. Durch solche Methoden können völlig neue Erkenntnisse und Einsichten erlangt werden. Es ist jedoch teilweise schwierig, genau nachzuvollziehen, wie Erkenntnisse gewonnen wurden. Besonders schwierig ist es, wenn Methoden zur Anwendung kommen, deren Funktionen nicht eindeutig festgelegt sind, z. B. bei künstlicher Intelligenz und maschinellem Lernen.

Es ist daher für Behörden, die für die Zulassung von Arznei- und Impfstoffen zuständig sind, unbedingt notwendig zu verstehen, wie „OMICS“-Methoden funktionieren und wie zuverlässig die damit gewonnenen Ergebnisse sind. Die Entwicklung eines solchen Verständnisses erfordert jedoch Forschungsarbeiten, die deutlich über die Amtsaufgaben hinausgehen.

Ziele und Vorgehen

Das Paul-Ehrlich-Institut wird im Rahmen von RENUBIA Untersuchungen zur Zuverlässigkeit von „OMICS“-Methoden durchführen. Hierbei liegt ein besonderes Augenmerk auf Methoden, bei denen künstliche Intelligenz bzw. maschinelles Lernen eingesetzt werden. Zudem soll in zwei Pilotprojekten erprobt werden, wie die neu gewonnenen Erkenntnisse in der Zulassungspraxis angewandt werden können. Hierdurch sollen neue Verfahrensweisen etabliert werden, mit denen regulatorische Fragestellungen im Zusammenhang mit „OMICS“-Methoden in Zukunft noch besser bearbeitet werden können. Dies geschieht in engem Austausch mit anderen nationalen und europäischen Zulassungsbehörden.

Perspektiven für die Praxis

Durch dieses Vorhaben erwirbt das Paul-Ehrlich-Institut Fähigkeiten, die in der zukünftigen regulatorischen Praxis unverzichtbar sind. Dies bildet die Grundlage für die Sicherstellung der Versorgung der Bevölkerung mit sicheren und zuverlässigen biologischen Arzneimitteln.

Ergebnisse

Als Schwerpunkte wurden in einem ersten Schritt „CRISPR-Cas-basierte Produkte“ und Impfstoffe, die tumorale Neoepitope adressieren, ausgewählt. CRISPR-Cas bezeichnet die Genschere, die in der Biotechnologie für Versuche unterschiedlicher Art angewandt wird. Im Fokus stehen zunächst Forschungsarbeiten zu regulatorischen Überlegungen in Bezug auf CRISPR-Cas Off-Target-Vorhersagen. Der derzeitige Schwerpunkt liegt auf der Entwicklung von Strategien für die risikobasierte Bewertung, insbesondere die Art und Weise, wie Schwellenwerte angewendet werden. Um interne Leitlinien für Bioinformatik und KI bei der Bewertung von Neoantigen-basierten Produkten zu entwickeln, konzentrierte sich RENUBIA zunächst darauf, einen Überblick über die großen und komplexen Pipelines, die zur Bewertung eingereicht wurden, zu erstellen. Dies umfasste auch die Entwicklung eines für die Bewertung dieser Pipelines geeigneten Regelwerks. Da es für die Einreichung der Unterlagen zu diesen bioinformatischen Pipelines − z. B. für die Genehmigung einer klinischen Prüfung oder gar einer Markt-zulassung − keine offiziellen Guidelines gibt, variiert die Detailtiefe der unterschiedlichen Einreichungen enorm. Dies erschwert die regulatorische Bewertung der ohnehin komplexen Materie zusätzlich und verunsichert die einreichenden Unternehmen. Das von den Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern entwickelte Regelwerk soll daher veröffentlicht werden, um Unternehmen bei der Zusammenstellung und Einreichung der für die Bewertung erforderlichen Informationen und Dokumente zu unterstützen und damit auch die regulatorische Bewertung zu vereinheitlichen und zu verbessern.

Verwertung

Durch dieses Vorhaben erwirbt das PEI Fähigkeiten, die in der zukünftigen regulatorischen Praxis unverzichtbar sind. Dies bildet die Grundlage dafür, die Versorgung der Bevölkerung mit sicheren und zuverlässigen biologischen Arzneimitteln sicherzustellen. Um Leitlinien für die Regulierung des KI-Einsatzes bei der Entwicklung und Herstellung von Arzneimitteln auszuarbeiten, wurde von der Europäisches Arzneimittel Agentur (EMA) mit Hilfe von KI-Expertinnen und KI-Experten aus der gesamten Europäischen Union ein Dokument erarbeitet. Dieses Dokument reflektiert den Einsatz von KI im Lebens-zyklus von Arzneimitteln. Vertreterinnen und Vertreter von RENUBIA waren an der Ausarbeitung des Entwurfs beteiligt und brachten die spezifische Perspektive des Instituts für die Verwendung von KI als Teil (der Herstellung) von Arzneimitteln ein.

Fakten zum Projekt

Projektleitung

Paul-Ehrlich-Institut (PEI)
Bundesinstitut für Impfstoffe und biomedizinische Arzneimittel
Dr. Renate König
Paul-Ehrlich-Str. 51-59
63225 Langen (Hessen)

Projektlaufzeit

01.12.2021 bis 31.12.2026

Ansprechperson

Dr. Joachim Burbiel
DLR Projektträger
projekttraeger-bmg(at)dlr.de