Der Markt für KI in der Wirkstoffforschung wird bis 2030 voraussichtlich 8,10 Milliarden US-Dollar im Prognosezeitraum 2023–2030 mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate (CAGR) von 25 % . Dieser Markt expandiert weltweit parallel zu steigenden Investitionen in die Gesundheitsinfrastruktur. Ein weiterer Faktor für das lukrative Wachstum der Branche ist das zunehmende Bewusstsein für die Vorteile künstlicher Intelligenz bei der Lösung komplexer Probleme. Da die präklinische Testphase der Wirkstoffforschung ein hohes Risiko für Umsatzeinbußen birgt, können KI-basierte Modelle in der Testphase hohe experimentelle Kosten eliminieren und zu effizienteren Vorhersagen beitragen. Dies führt zu einem starken Marktwachstum, das sich voraussichtlich auch im Prognosezeitraum deutlich fortsetzen wird.

Künstliche Intelligenz (KI) ist ein technologisches System, das mithilfe verschiedener Bereiche wie Wissensrepräsentation, Schlussfolgerung, Lösungsfindung und maschinellem Lernen menschliche Intelligenz nachahmt. KI kann Eingangsdaten interpretieren und daraus lernen, um mithilfe von Systemen, Software, Tools und Netzwerken selbstständig Entscheidungen zu treffen. Die zunehmenden Anwendungen von KI in verschiedenen Sektoren, insbesondere in der Pharmaindustrie, haben den Markt in jüngster Zeit stark erweitert. Im heutigen Technologiezeitalter wird KI in der Pharmabranche für die Wirkstoffforschung, die Umwidmung bereits zugelassener Medikamente, die Produktivitätssteigerung und die Reduzierung des Arbeitsaufwands eingesetzt. 

Laut dem McKinsey Global Institute wird sich die Arbeitskultur der Gesellschaft unter dem Einfluss KI-gesteuerter Automatisierung verändern.

Künstliche Intelligenz (KI) kann in der Wirkstoffforschung in verschiedenen Phasen eingesetzt werden, vom Wirkstoffdesign bis zum Wirkstoffscreening. Der Markt verzeichnet ein rasantes Wachstum, bedingt durch den steigenden Bedarf an Kostensenkung und Verkürzung der Entwicklungszeit. Angesichts der enormen Menge an molekularen Daten und Literatur im Bereich der Wirkstoffforschung ermöglicht KI die schnelle Auswertung der benötigten Daten. Dies führt zu einer zunehmenden Verbreitung und Expansion der KI-Branche. Im Durchschnitt dauert die erfolgreiche Entwicklung eines Medikaments fast zehn Jahre und kostet 2,6 Milliarden US-Dollar. Diese lange Dauer ist darauf zurückzuführen, dass zahlreiche Wirkstoffkandidaten in der präklinischen Phase und der klinischen Phase I aussortiert werden. Daher sind die meisten Akteure der pharmazeutischen Industrie an der Nutzung von KI für eine schnelle, effiziente und kostengünstige Wirkstoffforschung interessiert.

Marktsegmentierung von künstlicher Intelligenz in der Arzneimittelforschung

Der globale Markt für KI in der Wirkstoffforschung kann anhand der folgenden Segmente unterteilt werden:

Durch Anbieten 

• Software
• Service

Durch Technologie

• Maschinelles Lernen
  • Deep Learning
  • Überwachtes Lernen
  • Verstärkungslernen
  • Unüberwachtes Lernen
  • Andere Technologien für maschinelles Lernen
• Andere Technologien

Auf Antrag 

• Arzneimitteloptimierung und -umwidmung
• Präklinische Tests
• Andere

Nach Therapiegebiet

• Herz-Kreislauf-Erkrankungen
• Infektionskrankheit
• Stoffwechselerkrankungen
• Neurodegenerative Erkrankungen
• Onkologie
• Andere

Vom Endbenutzer

• Auftragsforschungsorganisationen
• Pharma- und Biotechnologieunternehmen
• Forschungszentren und akademische & staatliche Institute

Die oben genannten Faktoren sowie die zunehmende branchenübergreifende Zusammenarbeit und Partnerschaft zwischen den Marktanbietern führen zu vielfältigen Gewinnen. Der Mangel an benötigten Datensätzen und qualifizierten Fachkräften stellt jedoch eine der größten Herausforderungen bei der Einführung von KI in der Arzneimittelentwicklung dar.

Werkzeuge der künstlichen Intelligenz (KI) sind als Software und Dienstleistungen verfügbar. Software hält dabei einen vergleichsweise größeren Marktanteil, da eine Vielzahl von Softwarelösungen verfügbar ist und die Nachfrage nach KI-Software seitens der technologieorientierten Biotech- und Pharmaindustrie stetig wächst. Anwendungsbezogen dominierten die Bereiche Drug Repurposing und -optimierung den Markt. Diese Dominanz lässt sich auf die Fähigkeit der KI zurückführen, toxische Wirkungen von Medikamenten auf den Körper zu erkennen und so die Nebenwirkungen neu entwickelter Medikamente zu reduzieren. Zudem unterstützt sie Pharmaunternehmen beim Aufbau eines diversifizierten Produktportfolios, indem sie geringfügige Modifikationen an bestehenden Medikamenten identifiziert. 

Künstliche Intelligenz (KI) ermöglichte die Entwicklung von Medikamenten für komplexe Erkrankungen, wodurch der Bereich neurologischer Erkrankungen den größten Marktanteil aller Therapiegebiete aufwies. Betrachtet man die Endnutzer, so hielten Pharma- und Biotechnologieunternehmen 2019 über 50 Prozent des Marktes für KI in der Wirkstoffforschung und -entwicklung.

Nordamerika zählt zu den Vorreitern im Bereich der Künstlichen Intelligenz (KI) und ist daher führend auf diesem Markt. Dies ist auf die etablierte Pharmaindustrie und die hohen Investitionen in Forschung und Entwicklung in der Region zurückzuführen. Darüber hinaus befinden sich die Hauptsitze namhafter KI-Technologieanbieter wie Google, Microsoft, IBM und vieler anderer in den USA.

Wettbewerbslandschaft

Die Entdeckung und Entwicklung eines Medikaments kann über ein Jahrzehnt dauern, und zudem besteht die Möglichkeit, dass neun von zehn therapeutischen Molekülen die klinische Prüfung nicht überstehen. Daher ist es wichtig, ein potenziell marktfähiges Produkt zu entwickeln, um Unsicherheiten zu minimieren und das Wachstum zu maximieren. Dies kann durch den Einsatz von KI in der Wirkstoffforschung und -entwicklung erreicht werden. Zu den wichtigsten Akteuren auf dem Markt gehören unter anderem IBM Corporation, Microsoft Corporation, Google, NVIDIA Corporation, Cloud Pharmaceuticals, Inc., Indivumed GmbH, Deep Genomics, Atomwise, Inc., Insilico Medicine, Exscientia, Bioage und Envisagenics.

• IBM, eines der führenden Unternehmen im Bereich KI für die Wirkstoffforschung, setzt seine KI-Plattform Watson in zahlreichen Pharma- und Biotech-Unternehmen für kognitives Computing und datengetriebene Anwendungen ein. IBM investierte kürzlich rund 6 Milliarden US-Dollar in 15 Akquisitionen in den Bereichen kognitive Systeme, Cloud-Computing und IT-Sicherheit.
• Indivumed hat eine KI-Plattform zur Unterstützung von Multi-Omics-Daten für neue Erkenntnisse im Bereich der Onkologie entwickelt. Das Unternehmen entwickelte eine wegweisende Technologie zur Automatisierung und Integration von Analysen, um Fragestellungen in der Krebsbioinformatik zu beantworten.
• Existencia ging im März 2020 eine Partnerschaftsvereinbarung mit Diamond Light Source und Scripps Research ein, um die Identifizierung antiviraler Therapien gegen Covid-19 zu unterstützen.
• Googles DeepMind arbeitet an der Verbesserung seiner KI-Plattform AlphaFold, um Wissenschaftlern bei der Entwicklung optimaler Behandlungsmethoden für Covid-19 zu helfen. Die Plattform liefert Informationen zu verschiedenen Proteinen, die mit SARS-CoV-2 in Verbindung stehen.