Schweizer KI-Innovationen sollen Medikamentenstudien revolutionieren und Tierversuche ersetzen

Die Schweiz treibt einen grundlegenden Wandel voran, der die Art und Weise verändert, wie die Welt lebensrettende Medikamente entdeckt und testet. Jahrzehntelang war die Pharmaindustrie an ein «kaputtes und dysfunktionales» System gebunden, das mehr als zehn Jahre und die enorme Summe von 2 Milliarden US-Dollar erfordert, um ein einziges Medikament auf den Markt zu bringen. Heute bricht dieses Paradigma zusammen. Von den Laboren in Bern bis zu den Biotech-Zentren in der Westschweiz ist künstliche Intelligenz nicht länger nur ein Schlagwort, sie ist der Motor eines Umbruchs im Gesundheitswesen. Während traditionelle Methoden auf langsame, manuelle Papierarbeit und risikoreiche Studien am Menschen setzen, nutzen Schweizer Innovatoren Systeme des maschinellen Lernens, um den Erfolg vorherzusagen, bevor auch nur einem einzigen Patienten ein Medikament verabreicht wird. Das ist nicht nur eine schrittweise Verbesserung, sondern eine umfassende Neuausrichtung der medizinischen Wissenschaft, die «Leerlaufzeiten» drastisch verkürzen und Heilmittel Jahre früher zu den Patientinnen und Patienten bringen soll. Für die Schweiz, die sich angesichts des zunehmenden Drucks technologieorientierter Konkurrenten als globale Spitzenreiterin in den Lebenswissenschaften behauptet, steht viel auf dem Spiel.

Eine wegweisende «virtuelle Maus», entwickelt an der Eidgenössischen Materialprüfungs- und Forschungsanstalt (Empa), könnte herkömmliche Tierversuche überflüssig machen. Dieses ausgeklügelte KI-Modell berechnet mit chirurgischer Präzision, wie sich Nanopartikel in einem lebenden Organismus verteilen, ein entscheidender Faktor bei der Behandlung von Hirntumoren. Mithilfe von Daten aus 18 früheren Studien hat der Forscher Jimeng Wu ein System entwickelt, mit dem Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler Wirkstoffe virtuell testen können, noch bevor diese überhaupt hergestellt werden. Dieser Ansatz «sicher und nachhaltig durch Design» stellt sich den ethischen und logistischen Problemen von Tierversuchen direkt. Während die Schweizer Regierung kürzlich ein vollständiges Verbot von Tierversuchen abgelehnt hat, um Forschungsinteressen zu schützen, bietet diese Technologie eine bessere dritte Möglichkeit: eine realitätsnahe Simulation, die schneller, günstiger und ungleich humaner ist. Die Fähigkeit des Modells, vorherzusagen, wie Partikel die Blut-Hirn-Schranke überwinden, ist ein bedeutender Fortschritt in der neurologischen Medizin und zeigt, dass die Zukunft der Biologie digital ist.

Die finanzielle Realität der modernen Medizin ist alarmierend: Von 100 Medikamenten, die in Studien am Menschen getestet werden, scheitern erschütternde 90 Prozent, bevor sie zugelassen werden. Diese astronomische Misserfolgsquote ist ein Hauptgrund für die Kosten von 1 bis 2 Milliarden US-Dollar, die mit neuen Therapien verbunden sind. Fast 70 Prozent der gesamten Entwicklungszeit entfallen auf die drei Phasen der Tests am Menschen, ein Prozess, der von Problemen bei der Rekrutierung geprägt ist. Tatsächlich kommt es bei mehr als 80 Prozent der klinischen Studien zu erheblichen Verzögerungen, weil Forschende Mühe haben, die passenden Patientinnen und Patienten zu finden. Schweizer Unternehmen wie TwinEdge Bioscience nutzen nun KI, um diese Lücke zu schliessen und die spezifischen Patientenprofile zu ermitteln, bei denen eine Behandlung am ehesten wirkt. Indem das «Raten» beendet wird, das die Branche seit einem Jahrhundert prägt, macht Schweizer KI aus einem riskanten Glücksspiel eine datengestützte Gewissheit. Dieser Wandel spart nicht nur Geld, sondern rettet Leben, indem er sicherstellt, dass wirksame Behandlungen nicht wegen schlecht konzipierter Studien oder unpassender Patientengruppen aufgegeben werden.

Die regulatorischen Rahmenbedingungen verändern sich unter den Füssen der Pharmariesen. In einem beispiellosen Schritt hat die US-amerikanische Arzneimittelbehörde FDA ein Pilotprogramm gestartet, um KI in Studien der frühen Phasen einzusetzen. Damit deutet sich eine Abkehr von der äusserst konservativen Maxime «keine Abkürzungen» der Vergangenheit an. Swissmedic und andere Behörden weltweit beobachten die Entwicklung aufmerksam, während China zu einem ernstzunehmenden Konkurrenten wird und dank seiner Fähigkeit, Studien schneller und kostengünstiger durchzuführen, Vorteile nutzt. Die Schweiz kann es sich nicht leisten, zurückzufallen. Die Abteilung für Digitale Medizin der Universität Bern ist bereits führend und nutzt KI, um Gewebeproben von Patientinnen und Patienten mit einer Detailgenauigkeit zu analysieren, die das menschliche Auge schlicht nicht erreicht. Diese regulatorische Öffnung ist entscheidend: Ohne sie blieben die fortschrittlichsten Schweizer Innovationen im Labor gefangen. Während sich der globale Wettbewerb um die nächste Generation von Medikamenten verschärft, wird die Geschwindigkeit, mit der neue Vorschriften eingeführt werden, darüber entscheiden, welche Länder die milliardenschwere Gesundheitswirtschaft der 2030er-Jahre anführen.

Das übergeordnete Ziel der Schweizer Forschenden ist nichts Geringeres als die Schaffung eines «digitalen Menschen». Nach dem Erfolg der virtuellen Maus planen die Empa-Wissenschaftlerinnen und -Wissenschaftler bereits, diese Prinzipien auf die Forschung am Menschen zu übertragen. Man stelle sich eine Zukunft vor, in der ein «digitaler Zwilling» einer Patientin oder eines Patienten dazu dient, die Giftigkeit eines Medikaments zu testen, bevor die betreffende Person überhaupt eine Tablette einnimmt. So könnten empfindliche Zielorgane sicher untersucht werden, deren direkte Prüfung derzeit zu riskant ist. Diese Entwicklung steht für den Weg hin zu einer wirklich personalisierten Medizin, bei der Behandlungen auf die individuellen biologischen Daten einer Person zugeschnitten sind. Während die Schweiz diese Technologien weiter vorantreibt, liegen die Folgen auf der Hand: Das Zeitalter der Medizin für den Massenmarkt nach dem «Einheitsprinzip» geht zu Ende. An seine Stelle tritt eine neue Ära der Präzision, Ethik und Effizienz, fest verankert in Schweizer Innovation. Der Übergang von Tiermodellen zu digitalen Menschen ist keine Frage mehr des «Ob», sondern des «Wann». Und die Schweiz hält die Stoppuhr in der Hand.