Esta é uma história de culinária diferente de qualquer outra que você já ouviu antes. Isso porque o chefe é um cientista químico, os ingredientes são moléculas e o prato principal é um novo medicamento projetado para derrotar doenças.
Pelo menos essa é a descrição que Luca Finelli dá para explicar em termos simples como os cientistas da Novartis estão procurando remédios inovadores, ajudados pela Inteligência Artificial (IA), como parte de uma colaboração com a Microsoft para levar medicamentos aos pacientes mais rapidamente. Mas missão receita depende da capacidade dos cientistas de prever qual mistura de moléculas pode ser transformada em medicamentos – um processo tedioso que tradicionalmente leva décadas e pode custar bilhões em dinheiro.
“Criar a fórmula de um remédio é similar ao processo de cozinhar”, diz Finelli, vice-presidente e chefe de insights, estratégia e design da Novartis, uma empresa farmacêutica multinacional com sede em Basel, Suíça. “Normalmente, o cientista pensa ‘Vou pegar uma quantidade desse ingrediente A e alguma quantidade desse ingrediente B’ e experimenta diferentes combinações”, acrescenta o executivo.
Cada combo molecular deve ser testado em seguida para medir sua eficácia, estabilidade, segurança e muito mais. Conduzir esses experimentos pode durar anos e muitas combinações falham no teste em algum momento durante essa longa jornada.
Mas ao aproveitar o poder da IA em colaboração com a Microsoft, os pesquisadores da Novartis podem ser capazes de encurtar esse processo para semanas ou até dias.
Ferramentas que usam IA podem peneirar rapidamente um grande volume de armazenamentos de dados, resultados de décadas de experimentos de laboratório, e sugerir moléculas com as características desejadas para a tarefa medicinal em questão. Essas combinações podem então ser levadas para testes adicionais e, se comprovadas seguros e eficazes, potencialmente serão desenvolvidos e fabricados como um remédio para doenças. Este processo reforçado pela IA poderia economizar anos de experimentação de tentativa e erro.
Na verdade, essa funcionalidade já foi “integrada ao sistema de apoio à decisão de nossos químicos medicinais”, diz Shahram Ebadollahi, diretor de dados e IA da Novartis.
Os potenciais impactos humanos são muitos, diz Ebadollahi.
“Se você olhar para todos os aspectos do pipeline – desde a descoberta precoce de medicamentos e desenvolvimento de medicamentos até os testes clínicos e, em seguida, para a fabricação da droga em larga escala – apenas em 2020, nossos medicamentos atingiram quase 800 milhões de pacientes em todo o mundo” ,diz Ebadollahi.
Para realizar este feito, os cientistas da Novartis criam moléculas que nunca foram feitas, e essas combinações ajudarão a desenvolver novos medicamentos para combater doenças para as quais não há tratamentos, diz Karin Briner, diretora global de descobertas químicas no Instituto Novartis de Pesquisa Biomédica.
A base para este trabalho é a parceria estratégica de 2019 entre a Novartis e a Microsoft para “reimaginar a medicina”, que resultou na fundação do Novartis AI Innovation Lab. O objetivo dessa aliança é ajudar a acelerar a descoberta de medicamentos para pacientes em todo o mundo, impulsionando cientistas com plataformas tecnológicas de ponta.
“A Microsoft traz duas coisas”, diz Chris Bishop, diretor de laboratório do Microsoft Research Europe. “Trazemos nossa expertise em machine learning e nossa computação em larga escala. Essas tecnologias não são as especialidades do mundo farmacêutico. E a Microsoft não é uma empresa farmacêutica. Então a parceria é absolutamente crucial”, diz Bishop. “É assim que a inovação vai se desenrolar. Essa colaboração está no centro de tudo.”
O aprendizado de máquina é uma parte fundamental da IA, permitindo que os computadores usem algoritmos para encontrar padrões e tendências dentro de enormes conjuntos de dados.
Na Novartis, os pesquisadores podem aplicar a IA para vasculhar uma infinidade de formatos de dados de experimentos anteriores – seja em PDFs, tabelas de Excel e descrições escritas sobre as propriedades químicas de combinações previamente exploradas.
“Normalmente, eles fazem isso manualmente, lendo todos esses documentos para descobrir o que é relevante para a doença que eles têm em mente”, diz Finelli.
“Aqui, a IA pode realmente ajudar a fazer isso em poucos cliques e disponibilizar as informações relevantes para o cientista, informando-o como projetar experimentos futuros para encontrar novas maneiras de criar uma formulação para uma nova droga”, acrescenta Finelli.
Os pesquisadores da Novartis também estão aproveitando o Microsoft Azure em seu trabalho.
Eventualmente, os cientistas da Novartis pretendem usar modelos de computador para ajudar a prever estruturas moleculares promissoras ou para revelar quais experimentos podem ser mais úteis em testes, mantendo a qualidade enquanto encurtam um processo de teste que poderia levar anos.
“Agora você pode fazer 10.000 experimentos simultaneamente, obter os resultados e usá-los para projetar os próximos 10.000 experimentos”, diz Bishop. “Portanto, a revolução está começando a se desenrolar. O aprendizado profundo está mudando completamente a maneira como pensamos em simular sistemas físicos – pode ser simular duas galáxias colidindo ou sistemas meteorológicos ou o clima. E podem ser pequenas moléculas que se ligam a proteínas – em outras palavras, todo o processo de como as drogas funcionam”, acrescenta Bishop.
Para conduzir suas simulações moleculares, a Novartis conta com a experiência fornecida pelo Microsoft Research Lab em Cambridge e, em formas menores, com o trabalho em andamento que ocorre no Microsoft Research Labs em Amsterdã, Pequim, Redmond e Washington, diz Bishop. Mas no centro de tudo o que descobrem, os humanos continuam a ser o motor mais vital.
Como parte de sua parceria estratégica com a Microsoft, a Novartis está trazendo IA para o desktop de cada funcionário da empresa. Na Novartis, eles chamam isso de ”A capacitação de cientistas de dados cidadãos.”
“O negócio está se tornando cada vez mais baseada em dados. Do jeito que eu vejo, é preciso incorporar ferramentas baseadas em IA em todos os aspectos da operação de uma organização, para que uma pessoa que não é necessariamente um cientista de dados possa ter uma tomada de decisão mais precisa e mais rápida”, diz Ebadollahi.
Esse conceito em ascensão, também conhecido como democratização da IA, dá às pessoas a capacidade de usar a IA para explorar a riqueza de dados disponíveis, obter novos insights e descobrir tratamentos inovadores que melhoram e ampliam a vida das pessoas.
“É por isso que estamos fazendo esse trabalho, esse é o propósito maior”, diz Ebadollahi. “Na Novartis, estamos impactando a vida humana através dos medicamentos que desenvolvemos. Você não pode ser um cientista de dados ou um especialista em aprendizado de máquina e não ter isso no fundo da sua mente todos os dias.”
ara Ebadollahi, que passa a maior parte do tempo focando nos profundos meandros dos conjuntos de dados e aprendizado de máquina, há sempre espaço mental para entes queridos, familiares e amigos que estão lidando com problemas de saúde.
Esses são os pontos de contato humanos, diz ele, que ajudam a energizar sua missão, que esclarecem o que todo dia de trabalho realmente deve ser. São seus rostos que às vezes entram em seus pensamentos ao lado das últimas responsabilidades tecnológicas.
“Em uma empresa de medicamentos, você ouve sobre as doenças, as doenças pelas quais esses fantásticos cientistas, biólogos e químicos estão em busca da droga”, diz Ebadollahi. “É muito, muito presente na atmosfera. No meio do trabalho, no dia-a-dia dos negócios, você pode se perder um pouco nas atividades, mas é bom dar um passo atrás e olhar por que você está fazendo o que está fazendo. E quando eu faço, essas são as fotos que eu vejo – os rostos que amo vêm à minha mente.”
