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Digitale Revolution

Digitale Revolution Im Cockpit der Pharmaforschung: So will Novartis die Erprobung von Medikamenten beschleunigen

Novartis will mit Big Data und neuer Software die Erprobung von Medikamenten beschleunigen. Patienten sollen zudem für Studien gewonnen werden.
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Die Sense-Brücke ist der Datenraum, aus dem der Pharmakonzern Novartis seine mehr als 500 klinischen Medikamentenstudien zentral steuert. Quelle: Novartis
Novartis

Die Sense-Brücke ist der Datenraum, aus dem der Pharmakonzern Novartis seine mehr als 500 klinischen Medikamentenstudien zentral steuert.

(Foto: Novartis)

BaselAuf sechs riesigen Bildschirmen blinken Zahlen und Grafiken, davor sitzen Menschen in roten Ledersesseln – was aussieht wie die Brücke eines Raumschiffs, ist die neueste Entwicklung des Pharmariesen Novartis. Im sogenannten „Sense“-Raum auf dem Baseler Campus des Konzerns laufen die Informationen aus mehr als 580 Pharmastudien zusammen, die in weltweit 16.000 Studienzentren durchgeführt werden.

„Wir nennen den Raum die Brücke“, sagt Sam Hariry, der die klinische Strategie im Forschungsbereich des Pharmakonzerns verantwortet. „Sense“ soll dabei helfen, neue Medikamente effizienter zu erproben. Hinter kryptischen Codes wie „CABL001X“ oder „CLJN452“ verbergen sich Wirkstoffe, die Leukämie oder Stoffwechselstörungen kurieren sollen – und die Novartis derzeit weltweit testet.

Per Bildschirm verfolgen Mitarbeiter in Basel den Fortschritt der Studien in Echtzeit. „Mit Sense können wir Probleme erkennen, bevor sie entstehen“, sagt Hariry. Die Software gibt einen Vorgeschmack, wie Digitalisierung die Pharmaforschung revolutioniert – und damit auch Pharmariesen wie Novartis oder Roche umkrempelt. Gefragt sind nicht mehr nur Ärzte, Biologen oder Chemiker, sondern auch Softwareentwickler und Datenanalysten.

Novartis-Chef Vas Narasimhan will sein Unternehmen bei der Anwendung von Big Data und digitalen Techniken zum Branchenführer machen. Mit diesen Ambitionen steht Novartis aber nicht allein da: Weltweit stecken Pharmakonzerne Milliarden in die IT-gestützte Erforschung und Entwicklung neuer Medikamente, schließen Kooperationen oder kaufen gezielt digitales Know-how zu.

Der Pharmakonzern Astra-Zeneca etwa hat kürzlich eine Kooperation mit der britischen Firma BenevolentAI angekündigt, um mithilfe von maschinellem Lernen und künstlicher Intelligenz schneller geeignete Substanzen für die Medikamentenentwicklung zu finden. Im Mai haben Pfizer, Novartis, Sanofi und Otsuka Pharmaceutical eine strategische Kooperation mit der Alphabet-Tochter Verily zur Verbesserung klinischer Forschungsprojekte vereinbart.

Und der Schweizer Roche-Konzern hat sich im vergangenen Jahr mit dem Kauf der US-Firma Flatiron Zugriff auf strukturierte Daten von rund zwei Millionen Krebspatienten gesichert, deren Analyse zu besseren Krebstherapien führen soll.

Studien erfordern viel Zeit

Denn die Suche nach Medikamenten ist komplex und kostspielig. Branchenanalysen zeigen, dass nur eine der neun Substanzen, die in die klinische Erprobung gebracht werden, auch später den Markt erreicht. Um einen Wirkstoff zur Zulassung zu bringen, müssen Unternehmen mit Kosten von einer bis 1,6 Milliarden Dollar rechnen.

Allein die Studien zum Laufen zu bringen, erfordert einen hohen Aufwand. Novartis etwa muss für die Erprobung seiner Studien an mehr als 1000 weltweiten Standorten passende Patienten finden und diverse regulatorische Auflagen erfüllen. Dass es dabei immer wieder zu Verzögerungen kommt, liegt manchmal an kleinen Problemen: Verspätungen summieren sich auf wie die Verspätungen eines Fernzugs.

„Viele Forscher sind überoptimistisch und unterschätzen schlicht den Zeitbedarf, den eine Studie braucht“, erklärt Forscher Hariry. Der „Sense-Raum“ soll das ändern: Mit wenigen Mausklicks können Hariry und seine Mannschaft auf Spurensuche gehen: Wo fehlen noch Patienten für eine Studie? Wo wird ein dringend benötigter Wirkstoff gebraucht?

Grafik

Ein buntes Rad zeigt den Verlauf der einzelnen Studien: Bei grünen Ringen ist alles okay, bei Gelb droht Ärger, bei Rot besteht akuter Handlungsbedarf. Dass die Darstellung an die Luftfahrtindustrie erinnert, ist kein Zufall. Die Entwickler haben sich bei anderen Großkonzernen umgeschaut, die mit großen Datenmengen hantieren – darunter der Flugzeugbauer Boeing.

Doch das Sense-System bildet nicht nur den Status quo ab. Die Software versucht, mögliche Probleme bei Studien zu erkennen, bevor sie entstehen. Dazu hat das System mehr als 300 vorhandene Studien ausgewertet und typische Fallstricke identifiziert. Ferienzeiten nach Land und Standort etwa sind in dem System berücksichtigt – eine wichtige Information, wenn man beurteilen will, wie gut die Rekrutierung von Patienten für eine Studie gelingen kann.

Solche Informationen waren in der Vergangenheit nicht so detailliert und auch nicht live verfügbar. Die Daten, die bei Sense einfließen, stammen aus neun verschiedenen Plattformen innerhalb des Konzerns. Das System steht nicht nur den Forschern, sondern sämtlichen Mitarbeitern des Konzerns offen – bis zu Firmenchef Narasimhan.

„Der Trend geht in der Forschung eindeutig zu mehr Transparenz“, sagt Hariry. Die meisten Daten seien ohnehin bereits im Konzern vorhanden – mit dem System würden sie lediglich systematisiert. Vertrauliche Patientendaten ließen sich damit aber nicht nachvollziehen, versichert der Pharmaforscher.

Mehr Patienten rekrutieren

Seit rund neun Monaten ist die Sense-Software bei Novartis im Einsatz. Das Ziel: „Wir wollen die Rekrutierung von Patienten um 15 Prozent beschleunigen“, so Hariry. Die ersten Erfahrungen seien positiv. Die Beschleunigung der Studien könnte viel Geld sparen helfen.

Einen neuen Wirkstoff zu entwickeln kostet die Schweizer im Schnitt rund 2,5 Milliarden Dollar – und braucht zwölf Jahre Zeit. So gerechnet wären je Medikament Einsparungen im niedrigen dreistelligen Millionenbereich möglich. Novartis macht keine Angaben dazu.

Experten von McKinsey sprechen mit Blick auf die möglichen Effizienzgewinne, die die Digitalisierung für die gesamte Pharmaforschung insgesamt bringen könnte, sogar von einer „100-Milliarden-Dollar-Gelegenheit“. Allerdings geht es aus Sicht der Pharmafirmen weniger um die Einsparungen an sich, sondern darum, mehr und bessere Innovationen zu entwickeln, die Patienten dann schneller zugänglich gemacht werden können.

Deswegen beschäftigt sich Novartis in einem gesonderten Projekt damit, wie man den Zugang von Patienten zu Medikamentenstudien verbessern kann. „Die Zahl der klinischen Studien wächst. Aber noch immer nimmt nur ein Bruchteil der Bevölkerung an solchen Studien teil.

Die neue Sense-Software ist seit neun Monaten im Einsatz. Quelle: Bloomberg
Novartis Labor

Die neue Sense-Software ist seit neun Monaten im Einsatz.

(Foto: Bloomberg)

In den USA sind es weniger als zwei Prozent der Bevölkerung und in Europa etwa sechs Prozent“, beschreibt Thorsten Rall, Leiter Bereich Digitale Strategien bei Novartis, das Problem. Zum Teil liege das daran, dass der Aufwand für die Beteiligten sehr hoch sei, etwa wenn sie alle zwei Wochen zur Untersuchung in das Studienzentrum reisen müssten, so Rall.

„Wir untersuchen derzeit, ob wir mit Digitaltechnologien die ganze Anordnung einer Studie so verändern können, dass der Patient besser eingebunden ist“, sagt der Digital-Experte. Mit dem Einsatz von Sensoren und Telemedizin soll die Notwendigkeit, sich räumlich zu einem Zentrum bewegen zu müssen, minimiert werden, sagt Rall. „Je angenehmer die Bedingungen für die Patienten sind, umso weniger brechen sie ihre Teilnahme an der Studie ab“, sagt Rall.

In den USA arbeitet Novartis deshalb unter anderem mit der Firma Trial Spark zusammen, die mit kleinen Arztpraxen kooperiert, um Studien näher zum Patienten zu bringen, und notwendige Diagnostik wohnortnah organisiert. Und schließlich zielt auch die im Mai vereinbarte strategische Allianz mit Verily sowie den Pharmakonzernen Sanofi, Otsuka und Pfizer darauf ab, klinische Forschungsprojekte durch eine bessere Einbindung der Patienten effizienter zu machen.

Dazu soll die 2017 gestartete Baseline-Plattform von Verily genutzt werden, die auf eine riesige Sammlung an Gesundheitsdaten aus dem Patientenalltag, elektronischen Patientenakten und Forschungsprojekten zurückgreifen kann. Auch Novartis-Rivale Roche will sich mit Big Data einen Vorteil bei der Suche nach neuen Blockbuster-Medikamenten verschaffen.

Roche-Chef Severin Schwan legte 2018 für die Übernahme des Start-ups Flatiron Health 1,9 Milliarden Dollar auf den Tisch – eine stolze Summe für ein Unternehmen, das gerade mal 500 Mitarbeiter beschäftigt. Für das Geld bekommt Roche aber den Zugang zu einem Datenschatz: Flatiron sammelt und strukturiert Patientendaten von mehr als 265 Krebszentren in den USA mit Informationen zu Diagnosen oder Laboruntersuchungen, aber auch sogenannten Biomarkern.

Das sind die Ausprägungen bestimmter Gene oder Genprodukte, mit denen sich zielgerichtete Therapien für Patienten entwickeln lassen. Dank der Daten sollen Forscher in der Lage sein, neue Ansatzpunkte für Therapien zu finden – und passende Patienten für ihre Studien zu rekrutieren. Das Versprechen von Flatiron: „Krebs ist schlau. Gemeinsam können wir schlauer sein.“

Mehr: Kann uns Künstliche Intelligenz künftig vor Krebs oder Herzinfarkten schützen? Welche Bereiche der Medizin durch die Digitalisierung revolutioniert werden könnten.

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