Aizon melhora a fabricação de produtos farmacêuticos com inteligência artificial usando a AWS

O setor de fabricação de produtos farmacêuticos é complexo e altamente regulamentado. Existem centenas de decisões e variáveis em cada processo de fabricação que devem ser calibradas corretamente para fornecer medicamentos seguros e eficazes aos pacientes. À medida que o mercado atual se expande, as demandas de gerenciamento da produção e análises de dados de processos excedem as capacidades humanas. A Aizon, uma startup de São Francisco, nos EUA, está aplicando soluções da Amazon Web Services (AWS) para ajudar os fabricantes de produtos farmacêuticos a se modernizarem e aproveitarem os benefícios das fábricas digitais.

A Aizon oferece uma plataforma de inteligência artificial (IA) de software como serviço (SaaS) com o objetivo de ajudar os fabricantes de produtos farmacêuticos a otimizar seus processos e maximizar a eficiência. Uma das maiores barreiras para os fabricantes que tentam realizar as análises necessárias por conta própria é a confusão inerente dos dados de processos farmacêuticos.

“A realidade hoje em dia é que os cientistas de dados teriam que gastar cerca de 80% do tempo preparando e limpando os dados antes de poderem executar a IA”, diz Toni Manzano, Ph.D., cofundador e diretor científico da Aizon. Ele afirma que a Aizon resolve essa ineficiência com a limpeza de dados integrada em sua plataforma, liberando os clientes do setor farmacêutico para que eles possam se concentrar em suas áreas científicas de especialização.

A plataforma da Aizon é adequada especialmente para os setores farmacêutico e de biofabricação, pois foi projetada para manter a conformidade com o conjunto de práticas recomendadas de fabricação, conhecido coletivamente como GxP. A Aizon foi pioneira na adoção do framework de conformidade e segurança da AWS e construiu sua plataforma com base nessa infraestrutura. A AWS publicou anteriormente um whitepaper sobre conformidade e segurança de GxP com a participação da Aizon.

A Aizon trabalha com muitas empresas biofarmacêuticas, muitas das quais realizam sua computação internamente com softwares on-premises. No entanto, para aproveitar os avanços da “Pharma 4.0” no setor, as empresas precisam adotar tecnologias de nuvem. Manzano estima que, antes de recorrer à AWS, um cliente percebia até 66% da empresa completamente ocupada por tarefas de computação que agora são terceirizadas para a AWS.

“Sabemos como aplicar a IA em ambientes GxP. Esse é o nosso foco. As empresas biofarmacêuticas têm o conhecimento necessário para melhorar os processos iniciais ou posteriores da fabricação de um medicamento. Nossa especialidade não está na tecnologia propriamente dita”, diz Manzano. “Nossos clientes não querem se preocupar com criptografia, armazenamento e processos em segundo plano. A AWS está fazendo tudo isso muito bem, para que nossos clientes possam dedicar todo o seu conhecimento ao processo em si e à sua validação, enquanto a Aizon aplica IA nesse setor altamente regulamentado.”

Manzano estima que, além de economizar tempo e adicionar especialização técnica ao trabalhar com a AWS, os clientes podem atingir suas metas e, ao mesmo tempo, poupar aproximadamente 80% dos custos que teriam sem a ajuda da AWS.

Um dos diferenciais da Aizon é a criação de “gêmeos digitais” para diferentes componentes de processos de biofabricação. A principal aplicação cria e opera gêmeos de biorreatores individuais, que são máquinas grandes e calibradas para cultivar células e colher produtos biológicos para determinados processos farmacêuticos.

Usando essa aplicação digital, biorreatores individuais dentro de uma instalação farmacêutica podem ser conectados uns aos outros e à nuvem por meio da Internet das Coisas da AWS (AWS IoT), uma arquitetura sem servidor capaz de coletar, analisar e armazenar dados de bilhões de dispositivos. Quando as condições mudam em um biorreator, esse evento faz com que o AWS Lambda, um serviço de computação sem servidor, execute uma operação de machine learning no Amazon SageMaker, alimentando em essência a análise e o resultado da otimização dos processos.

Manzano destaca o AWS Lambda como uma ferramenta essencial para o funcionamento atual da plataforma da Aizon. As condições dos biorreatores individuais já estão entre os problemas mais complexos do setor farmacêutico, pois envolvem microrganismos vivos em crescimento. Analisar um processo inteiro que conta com vários biorreatores aumenta exponencialmente a quantidade dos dados.

“Imagine quantos biorreatores uma empresa farmacêutica global de grande porte tem em todas as partes do mundo: milhares e milhares”, diz Manzano. “Para que cada um deles esteja conectado à nuvem, produzindo valores, calculando previsões e detectando anomalias... É impossível gerenciar todos esses dados sem uma arquitetura sem servidor.”

Uma farmacêutica multinacional que produz medicamentos promissores baseados no plasma sanguíneo humano percebeu uma diminuição inexplicável na rentabilidade dos produtos, juntamente de um aumento indesejado na variabilidade do processo por vários anos. Para determinar a causa raiz desses problemas, a empresa recorreu à Aizon. Usando sua plataforma habilitada por IA, adequada às GxP e desenvolvida na arquitetura de nuvem da AWS, a Aizon criou um modelo de aprendizado não supervisionado para identificar padrões nas origens da composição do plasma em milhares de lotes de medicamentos da empresa farmacêutica ao longo dos anos. A Aizon também criou um modelo de aprendizado supervisionado para prever a rentabilidade de cada lote futuro e combinou isso com painéis em tempo real.

As análises da Aizon revelaram que a origem da composição do plasma explicava mais da metade das variações do processo e que o agrupamento em lotes era fundamental para a previsão da rentabilidade. Além disso, a empresa identificou duas variáveis cruciais ao processo e descobriu que era suficiente otimizá-las para melhorar a rentabilidade em dois dígitos, resultando em ganhos potenciais de dezenas de milhões de dólares para o cliente farmacêutico.

A Aizon espera ajudar cada vez mais as empresas farmacêuticas a obter benefícios semelhantes. “Graças à AWS, melhoramos muito a escalabilidade da nossa plataforma”, diz Manzano. “Podemos implantar nossa plataforma completa para clientes de todos os portes em apenas alguns minutos e podemos replicá-la e escalá-la sem problemas em qualquer país.” A Aizon planeja continuar expandindo seus serviços de software enquanto trabalha com agências reguladoras em todo o mundo para estabelecer padrões para a aplicação da IA na fabricação de produtos farmacêuticos.

Saiba mais sobre como organizações a exemplo da Aizon utilizam a AWS para Ciências Biológicas na promoção de inovações.