Life Sciences & Health

KI in den Lebenswissenschaften und der Arzneimittelforschung

Eine zentrale Komponente des LSH-Bereichs ist die Abteilung Life Science Informatics (LSI) am b-it Center, die führend ist in der Entwicklung von Berechnungsmethoden für die pharmazeutische Forschung, Datenanalyse und Arzneimittelforschung. Methodische Schwerpunkte sind die Entwicklung von Methoden zur Identifizierung neuer Wirkstoffe in virtuellen Datenbanken, chemische Sprachmodelle für das generative Design hochwirksamer Verbindungen mit gewünschter biologischer Aktivität sowie chemisch intuitive Konzepte zur Begründung der Vorhersagen von Machine-Learning-Modellen. Praktische Bemühungen in der Arzneimittelforschung konzentrieren sich derzeit auf die Entwicklung neuer Inhibitoren für wenig erforschte menschliche Proteinkinasen für die Krebsbehandlung und Immunologie.

KI in Medizin und Gesundheitswesen

KI-Anwendungen in der Medizin erfordern Modelle, die vertrauenswürdig, erklärbar und datenschutzkonform sind. Im Lamarr-Institut entwickeln wir theoretisch fundierte Methoden, die Kausalität für kontrafaktisches Denken und Erklärbarkeit integrieren, auch im Bereich der Foundation-Modelle. In Zusammenarbeit mit klinischen Partnern entwerfen wir föderierte und dezentrale Ansätze, die ein sicheres, multizentrisches Lernen mit sensiblen Gesundheitsdaten ermöglichen. Unser Ziel ist es, modernste KI in zuverlässige Werkzeuge zu übersetzen, die durch Früherkennung und robuste Entscheidungsunterstützung die Patientenversorgung direkt verbessern.

Erklärbare KI in der interdisziplinären Forschung

Der Einfluss von KI in den interdisziplinären Forschungsbereichen Lebenswissenschaften, Arzneimittelforschung und Medizin hängt maßgeblich von der Nutzung computergestützter Ergebnisse für Versuchsplanung und praktische Anwendungen ab. Durch die Bündelung von Fachwissen aus verschiedenen Forschungsfeldern bringt das Lamarr-Institut die erklärbare KI im Bereich Life Sciences & Health voran. Ziel ist es, Vorhersagen zu begründen und sie in experimentell überprüfbare Hypothesen zu übersetzen, die kausale Schlussfolgerungen ermöglichen. Hierbei entwickeln die Lamarr-Forschenden KI-Modelle, die für ein interdisziplinäres Publikum transparent und erklärbar sind.

Zu den wichtigsten externen Kooperationspartnern zählen das Tübingen Center for Academic Drug Discovery (TüCAD²) und das Data Science Center des Nara Institute of Technology (NAIST).

Kollaborative Allianz für die Arzneimittelforschung

Das LSH und das TüCAD² der Universität Tübingen haben eine Allianz geschlossen. TüCAD² ist das führende akademische Zentrum für Arzneimittelforschung in Deutschland. Von der Exzellenzinitiative unterstützt, kann es eine herausragende Erfolgsbilanz bei Wirkstoffkandidaten in klinischen Studien vorweisen. Die Zusammenarbeit konzentriert sich auf die Wirkstoffforschung im Bereich der Proteinkinasen.

Während die Datenanalyse und ML/XAI in Bonn stattfinden, werden die Wirkstoffsynthese, biologische Tests und Pharmakologie in Tübingen durchgeführt. Meilensteinprojekte des LSH wie diese Allianz unterstützen und erweitern die interdisziplinäre Ausrichtung des Lamarr-Instituts maßgeblich.