Zonder IT geen nieuwe medicijnen

Bij deze geneesmiddelen is sprake van miljardenomzetten per jaar. Ieder procentje marktaandeel is een fortuin waard. Welke producent een patent heeft op welk geneesmiddel en wanneer dat afloopt wordt allemaal bijeghouden door de Food and Drug Administration (FDA) in de VS. Dit overheidslichaam houdt toezicht op de medicijnen die op de markt zijn en verleent ook toestemming voor de toepassing van bepaalde geneesmiddelen. Over het algemeen duurt de ontwikkeling van een nieuw medicijn een jaar of vijftien. In die periode wordt een bedrag van zo’n 500 miljoen dollar gespendeerd aan onderzoekskosten. Vroeger was het maken van een nieuw medicijn vooral een kwestie van handwerk. Bepaalde verbindingen werden gemaakt, waarna ze in een lange proef werden uitgetest. Eerst op proefdieren en later op mensen. De proefpersonen voldeden geen van allen aan de definitie van ‘standaard persoon’, zodat de meetresultaten vaak onnauwkeurig waren. Een standaardpersoon is een geïdealiseerde patiënt die een voorspelbare reactie geeft op toegediende medicijnen. In feite is dit gedrag het gemiddelde van een groot aantal reacties van een hele groep proefpersonen, anders gezegd een gemakkelijk rekenhulpje voor de onderzoekers. De gemiddelde reactie moest inzicht geven in de manier waarop een bevolkingsgroep zou reageren op geneesmiddelen. Een beter inzicht in de interne structuur van de mens ontstond door het zogeheten ‘human genome project’, waarbij de genen van de mens in kaart werden gebracht. Op basis van die informatie kon men het ideaalbeeld van de standaardpersoon veel beter benaderen door een computersimulatie te gebruiken. Toen de gegevens van het genoomproject begin vorig jaar op internet werden gepubliceerd, leidde dat meteen tot een gigantische investeringsgolf door de farmaceutische industrie. Uit een rapport van Ernst & Young blijkt, dat de geneesmiddelenmakers gezamenlijk in twaalf maanden een bedrag van 33 miljard dollar staken in de biotechnologie. Dat bedrag was meer dan de vijf jaren daarvoor in totaal hadden geïnvesteerd. Meer gegevens Door het in kaart brengen van het menselijk genetische materiaal krijgen de ontwikkelaars van medicijnen een gigantisch stuk gereedschap tot hun beschikking. De medaille heeft ook een keerzijde, de hoeveelheid informatie over het genetische innerlijk van de mens is zo groot, dat zij alleen nog met hulp van razendsnelle computers verwerkt kan worden. Ook zal een vertaling moeten worden gemaakt van de uitkomsten van reeds gehouden praktijkproeven met nieuwe medicijnen. Die meetgegevens moeten in een formaat komen te staan waar een computermodel op basis van genetische informatie mee uit de voeten kan. Niet alleen de farmaceutische wereld spint garen bij deze ontwikkelingen, ook de aanbieders van snelle computersystemen zien kans om meer systemen aan de man te brengen. Diverse grote firma’s hebben al computers en bijbehorende software op de markt gebracht ten dienste van de biotechnologie. Enkele hebben zich daarvoor aangesloten bij het SNP Consortium, een samenwerkingsverband van een tiental farmaceutische bedrijven. Binnen SNP-verband zijn onder meer IBM en Motorola actief. IBM heeft de afgelopen tijd een zeer grote rol gespeeld op het vlak van de biotechnologie, onder andere door eigen onderzoek. Medewerkers van IBM Research hebben zich al twee jaar gebogen over een project dat Blue Gene heet. Dit heeft tot doel, een supercomputer te ontwikkelen die minimaal vijfhonderd keer sneller is dan de snelste systemen die nu bestaan. Het systeem moet, als het klaar is, een verwerkingskracht hebben van 1 petaflops. Dat komt neer op een miljoen maal een miljard berekeningen met drijvende komma per seconde. De IBM supercomputer die in 1997 schaakkampioen Gary Kasparov versloeg had een kracht van duizend miljard berekeningen met drijvende komma per seconde. De duizend maal hogere snelheid van Blue Gene stelt de onderzoekers in staat om realtime berekeningen uit te voeren aan chemische reacties. Onder andere kan zo snel worden bepaald op welke manieren een eiwitmolecuul in 3D kan worden vervormd. Ook kunnen moleculen worden doorgerekend die in de praktijk nog niet eens gemaakt zijn. Zo kan onderzoek worden gedaan naar de chemische eigenschappen van een nieuwe verbinding. Volgens Fred Brown, hoofd ontwikkeling binnen IBM, geeft deze toepassing de ontwikkelaars een duidelijk doel voor ogen. “Met zo’n toepassing kunnen we meteen laten zien wat onze hardware waard is. Bio-informatica is een motor bij uitstek voor de verdere ontwikkeling van het ICT-arsenaal”, aldus Brown. Het hoeft overigens niet altijd een enkel computersysteem te zijn dat de gewenste fenomenale rekenkracht levert. Brown: “We experimenteren ook met andere technieken zoals clustering en de toepassing van een Grid. Bij dat laatste wordt een groot aantal computers aan elkaar gekoppeld, ongeacht of ze nu dichtbij elkaar staan of niet. In de staat North Carolina zal binnenkort een eerste Bioinformatics Grid worden geopend. Hiervoor heeft IBM samengewerkt met het Medical College van die staat.” Ook Oracle ziet het grote belang van de biowetenschap. De databases van het concern worden veel gebruikt voor het gestructureerd opslaan van onderzoeks- en meetgegevens. “De verdere versnelling van de hardware is natuurlijk een factor van betekenis, maar zonder vergelijkbare vooruitgang op het gebied van de software kom je nog nergens”, zegt Jon Simmons, vice-president van de divisie Life Sciences van Oracle. Simmons is overigens de eerste om toe te geven dat alle factoren samen (snelle hardware, software en netwerken) bij elkaar bepalend zijn voor het succes van de geneesmiddelenfabrikanten. “Maar het wordt pas echt moeilijk waar het gaat om de ondersteuning van het wetenschappelijke werk. Daar moeten de ICT-leveranciers zich diep ingraven in de materie, willen zij een goede bijdrage kunnen leveren aan de academici. Veel applicaties moeten van de grond af gebouwd worden, op specificatie van de wetenschappelijke gebruikers.” IBM heeft in de laatste maanden een aantal samenwerkingsovereenkomsten gesloten met bedrijven uit de biotechnologische hoek. Door die innige contacten krijgt het bedrijf de kans zich de denkwereld van de biotechnologen eigen te maken. De farmaceutische bedrijven zelf beperken zich soms tot alleen het voortraject van de ontwikkeling van een nieuw medicijn. De uiteindelijke productie wordt dan overgelaten aan een pure fabrikant. Bayer heeft bijvoorbeeld zo’n overeenkomst gesloten met onderzoeker CuraGen. In het kader van deze overeenkomst, waarmee een bedrag van 1,4 miljard dollar is gemoeid, speurt CuraGen naar een aantal nieuwe medicijnen. In totaal zijn er al 24 geïdentificeerd, die heilzaam moeten zijn voor mensen die lijden aan suikerziekte of ziekelijke vetzucht. De stoffen worden door de chemici van Bayer verder aan de tand gevoeld, waarbij tevens een economisch recept voor de productie wordt bedacht. Persoonlijk Nu is het nog zo, dat een zieke een algemeen bekend medicijn krijgt voorgeschreven. Wanneer de genetische opbouw van een patiënt in beschouwing wordt genomen, wordt het mogelijk om een puur persoonlijk medicijn te geven. De onderzoekers van Ernst & Young denken dat deze manier van werken over een jaar of 15 à 20 de normaalste zaak van de wereld zal zijn. Jim Golden, directeur van de afdeling bio-informatica van CuraGen, denkt dat de genoemde termijn misschien nog wel korter kan worden. “Nu duurt het nog meer dan tien jaar voordat een bedacht medicijn daadwerkelijk op de markt komt. Door het gebruik van geavanceerde computers denken we die termijn wel te kunnen halveren”, zegt Golden. Alleen de autoriteiten zouden het snelle schema van de producenten nog kunnen dwarsbomen. Het is inderdaad de vraag hoe snel kan worden vastgesteld of zo’n design-medicijn inderdaad veilig kan worden voorgeschreven. Bij een hele nieuwe klasse geneesmiddelen horen meestal ook geheel onverwachte bijverschijnselen. Het onderzoek daarnaar kan geruime tijd in beslag nemen. “Een geneesmiddelenproducent die 800 miljoen dollar heeft besteed aan de ontwikkeling van een nieuwe pil, wil dat medicijn absoluut veilig is. Je moet er toch niet aan denken dat zo’n pil giftig is voor een op de honderd mensen die hem slikken? Als er ook maar de geringste verdenking van giftigheid is, wordt zo’n medicijn niet op de markt gebracht en ben je je geïnvesteerde geld kwijt”, zegt Golden.