Wir sind ein innovatives globales Gesundheitsunternehmen mit einer einheitlichen Bestimmung: Wir erforschen die Wunder der Wissenschaft, um das Leben der Menschen zu verbessern. Unsere bahnbrechende Forschung und moderne Fertigung ist auch datengetrieben und digital. Digitalisierung, Bits und Künstliche Intelligenz haben damit das Potenzial, die Medizin zu verändern. Medikamente kommen aus dem Datenstrom und Cobots unterstützen nicht nur die menschliche Arbeitskraft, sondern machen die Arzneimittelherstellung noch ein Stück präziser. Was bei Sanofi in Deutschland derzeit rund um die Digitalisierung läuft und wie sich das Unternehmen mitsamt Produkten und Dienstleistungen entlang der gesamten Wertschöpfungskette weiterentwickelt, fasst der Sanofi Digital Campus zusammen. Die interne Veranstaltung findet im Mai dieses Jahres zum vierten Mal statt und ist für uns Anlass genug, um einen Blick in die facettenreiche Datenwelt und eHealth zu werfen.

Vor einem Arztbesuch die aufgetretenen Symptome zu googeln, ist für viele Patient*innen mittlerweile selbstverständlich. Die Beschwerden aber in einer App zu erfassen und sich aus tausenden von Datensätzen die Erkrankung bestimmen zu lassen, nutzen hierzulande bislang vermutlich die wenigsten Menschen.

KI unterstützt die Diagnose seltener Erkrankungen

Ein Beispiel für die digital gestützte Diagnose von Krankheiten ist das von Sanofi unterstützte Projekt ARTIS – ARTIFICIAL INTELLIGENCE SOLUTION. Das Angebot hat Menschen im Blick, die an neuromuskulären Erkrankungen leiden, aber oft doch nur sehr spät oder sogar gar nicht diagnostiziert werden. Insgesamt gibt es rund 800 verschiedene Formen von Muskelerkrankungen, die gemeinhin in der Umgangssprache als Muskelschwund bezeichnet werden, aber insgesamt sehr selten auftreten, wodurch sie in der Fachwelt und in der breiten Öffentlichkeit weniger bekannt sind. ARTIS hat daher zum Ziel, mit einem wissenschaftlich fundierten Symptomfragebogen bei der Diagnose von Muskelerkrankungen zu helfen. Patient*innen werden dabei durch 46 Fragen geleitet. Das Programm arbeitet mit einer Künstlichen Intelligenz, die im Hintergrund berechnet, ob und wenn ja, um welche Muskelerkrankung es sich handeln könnte.

Daneben können sich Ärzt*innen ebenfalls in das System einloggen und erhalten Zugriff auf den Diagnosevorschlag von ARTIS, den sie dann weiter abklären können. Das Projekt bietet den Vorteil, dass es dem*der Mediziner*in und dem*der Patient*in eine Menge Zeit sparen kann und basierend auf dem Diagnosevorschlag direkt weitere Schritte eingeleitet werden können. Das selbstlernende System nutzt jede Rückmeldung von bestätigten Diagnosen, um die Genauigkeit der weiteren Vorhersagen zu verbessern.

Podcast „Gesundheit & Innovation“: Digitalisierung #1

Digitalisierung der Medizin – Arzneimittel und Therapieansätze von der Forschung über die Produktion bis hin zu den Patient*innen

Datenmengen revolutionieren die medizinische Forschung

Für Patient*innen eher im Verborgenen läuft hingegen die Digitalisierung in der medizinischen Forschung ab. Dabei ist das, was die Gesundheitsunternehmen in ihren Labors und Entwicklungsabteilungen nutzen, für die breite Öffentlichkeit nicht weniger nützlich. Ein Forscher, der sich bei Sanofi in Deutschland die Digitalisierung zu eigen macht, ist Dr. Christoph Grebner. Was für andere Wissenschaftler*innen das Reagenzglas ist, ist für ihn der Computer. Als Computerchemiker unterstützt Grebner mit seiner Arbeit unterschiedliche Forschungsteams bei der Suche nach neuen Wirkstoffen. „Mein Arbeitsfeld umfasst die Analyse von Daten, das Design von neuen Molekülen und die Entwicklung neuer Algorithmen.“ Dabei basiert sein Job auf Methoden der Computerchemie und des maschinellen Lernens. Auf der Suche nach neuen Molekülen nutzt der Forscher beispielsweise große virtuelle Molekülbibliotheken sowie Methoden der Künstlichen Intelligenz, mit denen Moleküle aus dem unvorstellbar großen chemischen Raum generiert und bewertet werden können. Damit lässt sich der Wirkstoff-Findungsprozess enorm beschleunigen und innovative Medikamente für die Patienten bereitstellen.

Wirkstoffsuche

Computerchemiker Christoph Grebner nutzt Methoden, mit denen Moleküle aus dem unvorstellbar großen „chemischen Raum“ generiert und bewertet werden können. Dieser chemische Raum beinhaltet mehr Moleküle, als es Sterne im gesamten Universum gibt – ohne Künstliche Intelligenz kaum zu händeln.

Auch Dilyana Dimova und ihre Kolleg*innen nutzen die Intelligenz der Datenmengen. Sie sind für das Aufspüren potenzieller Kandidaten für neue medizinische Wirkstoffe zuständig. Zusammen mit ihren Kolleg*innen entschlüsselt die promovierte Chemieinformatikerin dafür Muster in Daten und nutzt sie für das Design neuartiger Moleküle. „Um die Daten zu verstehen, Muster zu extrahieren und letztendlich das Arzneimitteldesign zu steuern, sind Computermethoden zu unverzichtbaren Werkzeugen geworden“, erklärt Dimova.

Dazu werden die im Labor generierten Daten in einer Datenbank gespeichert. Unterstützt von Machine-Learning-Tools lernen die Forscher*innen aus den Screening-Daten und reduzieren damit den Suchraum für zukünftige Forschungsprojekte. „Mithilfe der Daten können wir maschinelle Lernmodelle trainieren, um vielversprechende von nicht-vielversprechenden Kandidaten zu unterscheiden“, erklärt die Daten-Forscherin. „Dieses Wissen lässt sich dann in zukünftigen Projekten anwenden, um etwa nur die prominentesten Kandidaten für experimentelle Tests auszuwählen.“ Diese innovative Antikörperplattform des Teams konnte zur Unterstützung des ersten Nanobody®-Projekts in Frankfurt eingesetzt werden.

Scientist@Sanofi – Dilyana Dimova ist Datenmustern auf der Spur

Maschinelles Lernen

Chemieinformatikerin Dilyana Dimova und ihre Kolleg*innen spüren mit Hilfe von Data-Mining-Ansätzen und Machine-Learning-Tools neue Wirkstoffe für Medikamente auf – dank des digitalen Knowhows auch noch schneller

Künstliche Intelligenz schafft Multidimensionalität

Ist ein neuer Wirkstoff gefunden, geht er nach zahlreichen Tests und Zulassungen in die Produktion. Warum Künstliche Intelligenz in der Arzneimittelproduktion eine so zentrale Rolle einnimmt, liegt auch an der zunehmenden Komplexität von Medikamenten – aktuell sind biologisch statt chemisch erzeugte Wirkstoffe im Trend. Die Arzneimittelproduktion ist multidimensional – eine einfache zweidimensionale Tabelle, die beispielsweise Temperaturen und Mengen zugeführter Stoffe angibt, genügt da längst nicht mehr. So messen Sensoren bei der Herstellung einer einzigen Charge von Medikamenten mehrere Tausend Eigenschaften – Substanz, Qualität, pH-Wert, Zeitpunkte von Beimischungen und dergleichen – und werfen dazu mehrere Milliarden Datenpunkte aus. Die Fähigkeit der Künstlichen Intelligenz, diese Informationsmengen zu lesen, zu analysieren und in Sekundenschnelle die wesentlichen Informationen daraus zu ziehen, ermöglicht einen tieferen und erweiterten Einblick in die Komplexität der Medikamentenforschung, -entwicklung sowie -produktion und garantiert ihr damit einen festen Platz in der Fabrik der Zukunft.

Produktion und Fertigung auf der digitalen Welle

Augmented Reality

Wann steht die nächste Wartung an, läuft bei der Produktion alles rund? Mit Hilfe von Augmented Reality lassen sich wichtige Informationen in die Datenbrille direkt einspielen – so wird die Fabrik der Zukunft Wirklichkeit.

Innovative Technologien wie Augmented- und Virtual-Reality spielen in Produktion und Fertigung eine zunehmend bedeutende Rolle. So werden zum Beispiel die Mitarbeitenden in einem Betrieb am Standort Frankfurt durch Augmented-Reality-Brillen bei ihrer Arbeit unterstützt. Über die Brillen erhalten die Beschäftigten in ihr Gesichtsfeld eine Einblendung mit Informationen über den aktuellen Zustand und die korrekte Bedienung der Geräte und Anlagen. Zudem entwickeln sich Virtual- und Augmented-Reality-Technologien zu einem festen Bestandteil des fortwährenden, modernen Trainings und Lernens am Arbeitsplatz.

Robotereinsatz in der Fertigung

Eine weitere wichtige Rolle spielen zunehmend auch Roboter. Sie sind meist vollautomatisiert. Arbeitet eine Maschine mit einem Menschen zusammen, heißen sie Cobots, weil sie kollaborativ sind. Cobots schließen die Lücke zwischen Mensch und vollautomatisierter Produktionsanlage. Sanofi setzt sowohl vollautomatisierte Roboter als auch Cobots in der Fertigung von Applikationshilfen wie Insulinpens und Autoinjektoren ein. „Der Roboter bewegt sich in alle möglichen Richtungen, muss sehr filigran auch arbeiten, weil wir kleinere Teile haben als teilweise in der Automobilbranche. Aber von der Funktionsweise und Bauform ist das absolut identisch. Also wirklich Hightech“, fasst Dominik Otter zusammen. Der Ingenieur leitet bei Sanofi in Deutschland eine Produktionsabteilung für Autoinjektoren. Die Montage dieser Injektionsgeräte, die eine erleichterte Verabreichung ermöglichen sollen, läuft mittlerweile selbst zunehmend automatisch. Bei Cobots handelt es sich um kleinere und einfachere Roboter-Varianten, die die Mitarbeitenden in der Fertigung bei der Ausführung oftmals monotoner oder anstrengender manueller Tätigkeiten unterstützen.

So arbeiten Cobots beispielsweise in der Fertigung von Autoinjektoren für innovative Biologika mit. In ihrer Form und Funktionsweise ähneln sie einem menschlichen Arm. Sie übernehmen zum Beispiel das Zuführen der einzelnen Bauteile in die Montagemaschine. Damit beschleunigen sie die Produktion, verringern die Anzahl an Fehlern und entlasten den Menschen. Tätigkeiten wie die Qualitätsprüfung oder die Prozessdokumentation, die anspruchsvoller sind und daher nicht automatisiert werden können, bleiben bei den Mitarbeitenden. Für diese entsteht so der Vorteil, dass sie sich auf interessantere Aufgaben konzentrieren können. Cobots bieten aber noch einen weiteren Vorteil: Einmal implementiert, lassen sie sich nach Bedarf leicht konfigurieren oder umprogrammieren. Wo früher das Programmieren von Robotern sehr komplex war, können heute immer mehr Endnutzer mit der Technologie umgehen.

Hochpräzise und nicht mehr wegzudenken

Der Cobot entlastet bei monotoner Feinarbeit. Die Rolle der Mitarbeitenden wandelt sich: Während der Roboter Insulinpens und andere Produkte montiert, überwachen sie Abläufe und widmen sich komplexeren Aufgaben.

Digital Campus bei Sanofi

An diesen Beispielen aus dem Sanofi-Alltag zeigt sich, dass vom digitalen Fortschritt sowohl die breite Öffentlichkeit mit Patienten als auch Unternehmen mit ihren Mitarbeitenden profitieren können. In diesem von Daten getriebenen Umfeld geht es um nicht weniger als die Frage: Wie stelle ich mich als Unternehmen neu auf? Produziere ich auch in 20 Jahren nur Medikamente, oder biete ich diese zusammen mit einer App an, unterstütze ich künftig sogar Therapien, indem ich ganze Versorgungsprogramme anbiete?

Digital in allen Bereichen

Wir bei Sanofi treiben die Digitalisierung voran, in all ihren Facetten. Von Automatisierung, über Robotik, bis hin zur digitalen Kundenkommunikation.

Dr. Fabrizio Guidi, Vorsitzender der Geschäftsführung von Sanofi in Deutschland

Um die Gesamtheit aller Projekte vorzustellen und neue Denkanstöße zu geben, initiiert Sanofi in Deutschland für seine Mitarbeitenden und bestehenden sowie potenziellen Partnern auch 2022 den Sanofi Digital Campus. Bei der internen Veranstaltung kommen Projektleiter und Mitarbeiter sowie externe Referenten gleichermaßen zu Wort.

Unter dem Hashtag „#SanofiDigiCampus“ erhalten Sie bei Twitter Einblicke in die rein virtuelle Veranstaltung und was Digitalisierung heute bereits für die zukünftige Gesundheitsversorgung von Menschen und die Arbeitswelt bei Sanofi bedeutet.

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Header-Foto: Vincent Fournier