Auf der SuperComputing24 (#SC24) in Atlanta, Georgia, gab NVIDIA bekannt, dass mehr als 200 Biopharma- und Techbio-Unternehmen, akademische Einrichtungen und KI-Forschende das Open-Source-BioNeMo Framework des Unternehmens einsetzen. Die SC24-Konferenz bringt führende Vertreter aus Technologie, Forschung und Wissenschaft zusammen, um über die Zukunft des Supercomputings und seine Rolle bei der Lösung der drängendsten Herausforderungen der Welt zu diskutieren. BioNeMo verbindet fortschrittliche KI-Modelle mit beschleunigtem Computing, um gewaltige Datensätze zu verarbeiten, und eröffnet damit eine neue Dimension des Supercomputings für pharmazeutische Innovationen. Kimberly Powell, NVIDIAs Vizepräsidentin für das Gesundheitswesen, betonte das Potenzial des Frameworks, Fortschritte bei lebensrettenden Behandlungen voranzutreiben.
„Das Zusammentreffen von KI, beschleunigtem Computing und wachsenden Datensätzen eröffnet der Pharmaindustrie beispiellose Möglichkeiten, wie die jüngsten Nobelpreise für Chemie zeigen“, sagte Powell. „Um die Komplexität biologischer Systeme zu entschlüsseln, haben wir das Open-Source-BioNeMo Framework eingeführt, das Forschenden weltweit ermöglichen wird, die Entwicklung lebensrettender Behandlungen zu beschleunigen.“
Branchenführer unterstützen die Innovation
Führende Organisationen haben BioNeMo bereits eingeführt, darunter das Argonne National Laboratory, Genentech, Weights & Biases sowie weitere Vorreiter aus Biotechnologie und Computerwissenschaften. Forschende wie Arvind Ramanathan, Leiter einer Gruppe für Computerwissenschaften am Argonne National Laboratory, lobten das Framework und betonten, dass es die Skalierung des Trainings biologischer Modelle ermöglicht, ohne fortgeschrittene Computing-Kenntnisse vorauszusetzen.
„Argonne hat biologische Modelle mit Milliarden Parametern beigesteuert, für deren Training über Hochleistungs-Computing-Umgebungen hinweg spezielle Software erforderlich ist“, sagte Ramanathan. „Mit BioNeMo erhalten Argonne und die gesamte Biotech-Community eine Open-Source-Lösung auf Enterprise-Niveau, mit der Forschende das Training großer biologischer Basismodelle problemlos skalieren können – auch in Laboren, denen andernfalls die nötigen Computing-Kenntnisse dafür fehlen würden.“
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Die BioNeMo-Plattform der nächsten Generation
Die Plattform führt außerdem Tools wie NVIDIA NIM Microservices und BioNeMo Blueprints ein, die den Einsatz von KI für die Wirkstoffforschung vereinfachen. Die NIM Microservices können lokal oder in jedem Rechenzentrum beziehungsweise jeder Cloud bereitgestellt werden und liefern schnelle Vorhersagen zu Proteinstrukturen und Molekülorientierungen. Die BioNeMo Blueprints bieten anpassbare KI-Workflows, die komplexe Prozesse wie das virtuelle Screening vereinfachen und so Zeit und Kosten reduzieren.
Die Plattform unterstützt die folgenden branchenführenden Modelle:
- AlphaFold2: Dieses von Google DeepMind entwickelte Deep-Learning-Modell soll die Vorhersage von Proteinstrukturen grundlegend verändern. Forschende stellten fest, dass das Tool Vorhersagen von Proteinstrukturen bis zu fünfmal schneller ermöglicht.
- DiffDock 2.0: Dieses Modell, das Molekülorientierungen 6,2-mal schneller und 16 Prozent genauer vorhersagt, wird von der MIT-Forschung angeboten und anhand des Goldstandard-Datensatzes PLINDER trainiert. Es liefert schnellere und präzisere Vorhersagen zum molekularen Docking, die für das Wirkstoffdesign entscheidend sind.
- ProteinMPNN und RFdiffusion: Diese Modelle beschleunigen das Design neuartiger Proteine und die Entwicklung von Therapeutika der nächsten Generation.
Mehr als 200 Unternehmen, darunter Start-ups und globale Pharmakonzerne, setzen BioNeMo bereits für ihre Wirkstoffforschung ein. Cloudanbieter und Systemintegratoren wie AWS, Deloitte und Accenture stellen BioNeMo-Lösungen ebenfalls Unternehmen weltweit zur Verfügung und vergrößern damit ihre Reichweite weiter.
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