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Os laboratórios farmacêuticos estão se preparando para a IA para se manterem à frente da curva

Por eLabNext 5 min de leitura 12 dez 2022

Para se manterem competitivos, os fabricantes de medicamentos estão se preparando para um futuro em que os algoritmos controlarão muitos elementos de pesquisa e produção.

O setor biofarmacêutico está repleto de oportunidades para aumentar a produtividade por meio da automação, desde a descoberta de medicamentos conduzida por computador até vacinas totalmente validadas que saem das linhas de produção. Mas esses tipos de inovações não surgem do nada - eles são sustentados por camadas cruciais de infraestrutura digital no laboratório. As empresas conservadoras em termos de tecnologia que hesitam em integrar ferramentas e soluções digitais, como cadernos eletrônicos de laboratório (ELNs), sistemas de gerenciamento de inventário laboratorial (LIMS) ou sistemas de informações laboratoriais (LIS), correm o risco de ficar em desvantagem competitiva quando a revolução da IA entrar em alta velocidade.

"As empresas farmacêuticas estão muito atrás de muitos setores em termos de digitalização", diz Oliver Hesse, diretor de ciência de dados biotecnológicos e digitalização da Bayer Pharmaceuticals em Berkeley, Califórnia. "Em parte, isso se deve aos desafios exclusivos que enfrentamos, mas também se deve ao fato de estarmos excessivamente concentrados em evitar riscos ou esperar pelo caso de uso adequado. Isso é uma armadilha - você precisa ter uma visão mais holística."

Com a experiência de Hesse em triagem de alto rendimento, automação de laboratório e ciência de dados, a Bayer recentemente o contratou para gerenciar uma equipe mundial encarregada de atualizar grande parte dos equipamentos antigos da empresa para a era da informação. As lições que ele aprendeu sobre o estabelecimento de uma transferência contínua de informações do desenvolvimento de processos para a fabricação podem render dividendos para as empresas farmacêuticas que pretendem passar da manutenção de registros digitais para a automação total.

O valor dos dados estruturados

Embora lidar com "sistemas que não funcionam bem juntos" tenha sido o principal obstáculo enfrentado por Hesse, ele observa que mudar a mentalidade dos pesquisadores relutantes em adotar ferramentas de plataforma digital de laboratório (DLP), como ELNs e LIMS, está em segundo lugar. Para superar isso, a Bayer dedicou uma equipe de engenheiros de biotecnologia para trabalhar em estreita colaboração com os usuários do laboratório, a fim de colocar suas necessidades na vanguarda de uma plataforma digital personalizada.

"Nos últimos dois anos, meu foco tem sido criar uma infraestrutura que capture todos os dados de um usuário e ajudar as pessoas a entender o valor dos dados estruturados", diz Mehdi Saghafi, engenheiro de dados biotecnológicos da Bayer com 20 anos de experiência em desenvolvimento de processos. "Depois de muita ajuda, planejamento e estratégia, isso está realmente começando a florescer."

Saghafi explica que a digitalização envolve mais do que substituir cadernos de laboratório de papel por tablets ou simplesmente despejar resultados em discos rígidos em constante expansão ou ferramentas digitais unidimensionais. Em um laboratório digital realmente otimizado, "os dados não residem mais em um equipamento - eles estão disponíveis na ponta dos dedos". O principal desafio da implementação dessa visão, observa ele, é encontrar pessoas com a habilidade e a criatividade necessárias para modernizar equipamentos, fluxos de trabalho e bancos de dados antigos usando interfaces de programação de aplicativos (APIs).

"Cada instrumento é diferente e não há um manual que diga a você o que fazer", diz Saghafi. "Isso requer certa persistência, e muitas empresas não estão dispostas a financiar um grupo para gerenciar a transição."

Zareh Zurabyan, diretor da eLabNext America, um provedor de DLP que oferece ferramentas como ELNs e LIMS a partir de sua base em Cambridge, Massachusetts, concorda com esses sentimentos. "Não é como adquirir uma centrífuga ou um citômetro de fluxo", diz ele. "Uma solução digital, como um ELN, se torna a peça central de sua rotina diária. Além de revelar insights de pesquisa, ter dados em grande escala na ponta dos dedos influenciará, no mínimo, sua estratégia de negócios. Sempre recomendamos que os clientes criem um comitê para definir qual é a estratégia digital desde o início."

Uma visão holística

A necessidade cada vez maior de reduzir o tempo de lançamento no mercado está levando as empresas farmacêuticas a adotar técnicas de processamento mais eficientes e orientadas para os dados. O ponto central dessa meta é gerenciar os dados para que eles estejam no lugar certo e no momento certo para aprender com eles. De acordo com a equipe da Bayer, dar um passo atrás foi fundamental para reunir componentes diferentes em uma infraestrutura integrada.

"Veja o quadro geral - o que é um biorreator? Um recipiente com entradas e saídas. Agora, como você controla isso, como você encaixa isso em um sistema?", pergunta Saghafi. "E pense em lidar com os metadados em torno desse biorreator: coisas como o lote, o projeto, o operador. É aí que um ELN se torna crucial."

Uma configuração típica de desenvolvimento de processos tem uma estrutura hierárquica, com um software de controle de supervisão e aquisição de dados (SCADA) no topo, direcionando o tráfego entre programas como um historiador de dados e um ELN que atua como uma interface de usuário e um hub central para análise de dados e modelagem de processos. "Existem muitas ferramentas para transferir os dados analíticos do seu laboratório, mas se não for possível visualizá-los e analisá-los em um só lugar, eles se tornam insignificantes", afirma Saghafi.

Zurabyan observa que o eLabNext tem API aberta e kits de desenvolvimento de software que permitem que praticamente qualquer laboratório envie e receba dados entre instrumentos com facilidade. "É um sistema modular com componentes totalmente indexados, o que torna seu uso mais intuitivo", diz ele. "Depois de se acostumar com ele, você pode continuar adicionando mais recursos por meio do nosso mercado on-line, que apresenta alguns dos Principais ferramentas de IA de terceiros no setor. A ideia é criar um ecossistema de inovação para otimizar a pesquisa e o desenvolvimento de processos."

A capacidade de encontrar soluções simples para os usuários foi fundamental para aumentar as taxas de adoção na Bayer. "Não complique demais as coisas - essa foi uma lição para nós", lembra Hesse. "Se você tiver 200 códigos para memorizar, não vai conseguir fazer o que está tentando fazer."

A revolução da IA está chegando

Embora o usuário final talvez não precise vê-lo, uma quantidade considerável de infraestrutura precisa ser implementada para que o laboratório digital seja bem-sucedido. Para Zurabyan, os laboratórios que fizerem esse investimento terão uma chance muito maior de sucesso quando a próxima revolução digital chegar. "A IA vai surgir do nada e mudar tudo", diz ele. "Quando prestamos consultoria a laboratórios, realmente nos concentramos na padronização de dados para que eles sejam acessíveis ao aprendizado de máquina."

Saghafi compara esses esforços proativos às comunidades que pagam impostos por novas estradas. "Às vezes, temos que fazer coisas desconfortáveis, mas veja: se você é bom no laboratório, já tem um caderno de anotações. Dedique um pouco de tempo à taxonomia, aprenda a maneira correta de capturar e referenciar dados com um ELN para que uma pessoa que não tenha nada a ver com o laboratório possa analisá-los em seu devido contexto."

Mesmo com um arsenal digital ampliado, a inovação no setor farmacêutico ainda precisa de um toque humano. "Se a implementação ocorrer no nível dos usuários finais e você fizer uma parceria com eles para fornecer o software certo, eles se apropriarão dele", diz Saghafi. "A plataforma do laboratório digital se torna o pilar da sua inovação, capturando tudo - seus dados, sua repetibilidade, seu futuro."

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