L’IA dans le secteur médical, au service de la transformation globale du marché pharmaceutique

L’arrivée de l’IA dans le médical a fait grand bruit lors de la présentation d’Alphafold par Google Deepmind. Le logiciel d’IA permet d’aider la R&D du secteur médical R&D médicale grâce à la prédiction de la structure d’une protéine. Cependant, l’apport de l’IA est encore plus large que cela dans le domaine médical. Ces avancées s’étudient en effet dans un schéma de transformation globale du marché pharmaceutique.

Une nouvelle ère de la R&D

Les innovations technologiques interviennent à plusieurs étapes de la recherche médicale. L’intelligence artificielle est la principale innovation, mais elle comporte différentes branches, comme le machine learning, qui permet à l’IA d’apprendre et de s’adapter grâce à l’obtention de nouvelles données. Certaines entreprises, à l’instar d’Iktos, une start-up française, ont imaginé à partir de 2019 des solutions pour réduire le temps de recherche. L’apport d’Iktos s’applique en trois temps. D’abord, une IA générative (Makya) permet de visualiser un grand nombre de médicaments réalisables par la prise en compte de molécules proposées. Dans un second temps, une IA de rétrosynthèse (Spaya) permet d’identifier les propositions issues de Makya qui sont en capacité d’être synthétisées. Cette identification s’effectue par ordinateur, permettant d’évaluer en amont des tests cliniques l’efficacité d’une réaction chimique. Ces deux étapes assurent la faisabilité d’une molécule. La fabrication de molécules devient possible grâce à la robotique, permettant d’exécuter les réactions chimiques nécessaires. L’IA intervient donc à plusieurs étapes de la recherche médicale. Ayant été fondé par un ancien élève de Polytechnique, Iktos est au premier plan des start-ups dans son domaine.

D’autres entreprises françaises fournissent des services similaires, comme Aqemia. Ce champion français a été fondé par Maximilien Levesque, ancien chercheur au CEA. Aqemia est un laboratoire pharmaceutique français qui propose des solutions d’IA génératives, ayant déjà convaincu de nombreux géants du monde pharmaceutique. Astrazeneca suit la même ambition de développement de l’IA générative au service de la R&D avec Immunai, une start-up capable de cartographier les médicaments grâce au machine learning, obtenant ainsi des traitements novateurs. Elsevier, une autre start-up française, possède une large base de données d’éléments chimiques utiles au R&D (Reaxys). L’IA générative permet d’accélérer l’exploitation de ces bases de données. Les services de cloud sont également une composante importante, car ils font partie de la gestion et de la protection des données des entreprises. La numérisation de la santé va rendre la protection des données industrielles des entreprises médicales particulièrement stratégique. Les grandes entreprises de la tech telles que AWS d’Amazon ou Microsoft ont ici un avantage important. L’activité de l’Europe dans la défense de ses entreprises et de ses intérêts peut donc questionner, Microsoft ayant été choisi par la France comme hébergeur des données du Health data hub.

Des apports bien concret de l’IA dans la R&D

L’Intelligence artificielle représente une opportunité de changement de modèle économique pour les entreprises du secteur médical par l’intégration de nombreuses entreprises dans le domaine de la santé. Cet aspect de l’IA est novateur, car les industriels pharmaceutiques peuvent réduire les problématiques liées à l’innovation. Ces innovations sont des opportunités accueillies favorablement par les entreprises pharmaceutiques. Elles constituent des économies financières importantes : Iktos promet une réduction de 30 à 40% des coûts de R&D grâce à l’utilisation l’usage de sa technologie ainsi qu’ un gain de temps de 2 ans dans la découverte de médicament-candidat. Une entreprise du secteur investissant 10% de son chiffre d’affaires en R&D, la baisse des coûts liés au développement est une évolution que les acteurs du secteur accueillent positivement. Aux coûts de développement observés peuvent également s’ajouter un risque d’absence d’aboutissement plus faible, car seuls 12% des projets de médicaments dépassent le stade des essais cliniques.

Enfin, l’IA dans le développement médical est une opportunité pour les patients, qui bénéficieront de nouvelles innovations de manière accélérée. La promesse de Microsoft de multiplier par dix les avancées en chimie est un espoir pour la santé humaine. L’augmentation de 20% de cancers prévue d’ici 2045 rend essentiel la découverte de nouveaux traitements pour le futur. Les nouvelles possibilités offertes par l’IA sont, en ce sens, une aubaine. Ces évolutions sont régulièrement issues de jeunes start-ups innovantes, de toute taille et de tout horizon. La prise de position de certains géants de la pharma et le retard d’autres entreprises, sont des décisions qui animent la concurrence sur le marché pharmaceutique pour les prochaines années. En revanche, il apparaît essentiel de structurer l’innovation pour être compétitif. BPI France conseille notamment aux startups de se faire accompagner pour leurs premières levées de fonds, en s’appuyant sur le réseau « French Tech ». Cela implique donc la construction d’un écosystème global et structurant dans le domaine de la santé en France.

Un écosystème qui s’adapte à ces innovations

Les principales entreprises du domaine pharmaceutique investissent dans les technologies intelligentes, à l’image de l’entreprise française Sanofi. Le 6ème groupe pharmaceutique mondial peut espérer renforcer sa position à l’avenir. Elle multiplie les partenariats dans ce domaine afin d’animer son activité de R&D (Aqemia, Exscientia, Biomap ou encore Owkin). Ces partenariats ont pour mission d’accélérer et d’améliorer l’activité de R&D de la compagnie française. Le niveau de dépenses de l’entreprise dans ce domaine démontre l’engouement porté envers ces nouvelles technologies. Exscientia, l’anglais qui innove dans l’intelligence artificielle spécialisée en oncologie, a signé un accord à hauteur de 100 millions de dollars avec Sanofi. Cet accord comprend également des redevances liées aux probables ventes futures, qui pourraient atteindre plusieurs milliards de dollars. Ces sommes témoignent des prévisions élevées faites par les entreprises. Le niveau inédit d’investissement du groupe français, prouve la volonté d’opérer un virage par un redoublement de son activité de R&D.

Ces investissements font néanmoins face à une concurrence étrangère importante. Les entreprises américaines sont particulièrement actives dans le domaine de l’IA au service de la santé. Pfizer a signé des partenariats, notamment avec Cytoreason, une entreprise possédant une base de données médicales améliorée par l’IA, qui simule les effets des maladies et accélère les essais cliniques. Ce partenariat n’est pas unique, Pfizer a créé le Pfizer Health Hub France, qui sélectionne cinq start-ups par an. Ce programme permet de les soutenir dans leur développement. L’apport de l’intelligence artificielle a été observé pour Pfizer lors du développement de leur vaccin contre la COVID-19. Les entreprises pharmaceutiques américaines alertent sur l’implication des start-ups dans l’évolution de la recherche médicale.

La transformation de l’écosystème passe également par une nouvelle vision du marché. L’apport de l’IA dans la recherche médicale convainc les entreprises de coopérer dans le développement, la recherche étant portée par le partage de compétences. L’Europe a particulièrement agi dans ce domaine avec le projet MELLODDY. Le projet est né de financements de l’UE et d’entreprises pharmaceutiques européennes comme Bayer, Novartis ou Astrazeneca. Ces entreprises ont été mises en relation avec des start-ups innovantes comme Owkin ou Kubermatic. Cette mise en relation a permis la mise en commun des connaissances et des molécules, accélérant ainsi la recherche médicale. L’efficacité de ce projet a été soulignée par ses participants, qui ont observé au bout de 3 ans une efficacité supplémentaire grâce à la collaboration. Le choix des coopérants extérieurs à l’Union Européenne, comme Nvidia, a été fortement critiqué. Cette critique, ainsi que la pause du projet depuis 2022, restreint le renforcement des entreprises européennes.

Les entreprises de la tech repèrent les opportunités

D’autres entreprises de la tech ont identifié les opportunités de ce nouveau marché. Le leader du marché, OpenAI, utilise son expertise dans les systèmes d’IA avec des entreprises pharmaceutiques, à l’instar de Sanofi. Leur collaboration a mené au lancement de Muse, une IA utile au recrutement des patients éligibles aux essais cliniques. Moderna est également lié à OpenIA car ils utilisent ChatGPT Entreprise pour l’intégralité de leurs équipes, dont les chercheurs. Le taux d’adoption actuel dans l’entreprise est de 80% qui vise un taux de 100% d’ici les prochaines années. Ces partenariats renforcent la position d’OpenIA en tant que leader dans l’intelligence artificielle, y compris au sein de domaines spécifiques.

Google porte également des investissements importants dans le secteur médical. Leur principal projet est un accord avec Bayer afin de faciliter leur activité d’IA. Les solutions de Google cloud optimisées par IA aideront Bayer lors de leurs essais cliniques. La création du modèle MedGemini, utilisé par les professionnels de santé complète ces partenariats et démontre que la gamme de modèles d’IA au service de la médecine de Google est d’ores et déjà approfondi. Google n’est pas l’entreprise la plus investie au sein de ce marché, mais cet accord symbolise la concurrence entre les acteurs de l’IA ainsi qu’un avantage de Google dans la santé.

Microsoft veut également s’intégrer dans le domaine pharmaceutique considéré comme une priorité. En ce sens, l’entreprise a notamment créé Microsoft Quantum elements en 2021. Cette filiale ambitionne de coordonner les activités de calcul quantiques, d’intelligence artificielle et de stockage de données. La solution proposée par Microsoft est plus complète que celle de ses concurrents, la rendant plus utile pour la recherche. L’objectif annoncé par l’entreprise est de « compresser 250 ans de chimie en 25ans ». La puissance de ces géants de la tech risque de restreindre le potentiel développement des start-ups.

Nvidia, par l’intermédiaire de son PDG Jensen Huang, a annoncé vouloir investir dans l’IA appliquée à l’innovation médicale. En octobre 2024, Nvidia a lancé un projet de supercalculateur au Danemark, qui sera utilisé par l’entreprise nationale Novo Nordisk. Ce supercalculateur sera utilisé par l’entreprise pour le développement de leurs futurs médicaments. L’entreprise se renforce depuis le lancement de son médicament contre l’obésité, un moyen pour elle de poursuivre sa recherche. Le projet est donc d’ampleur, il peut aider au développement de nouveaux produits et participer au développement économique de l’entreprise pharmaceutique danoise.

Le retard français ?

La France doit trouver sa place dans ce marché. Cette place est jusqu’à maintenant principalement portée par des investissements étrangers. L’exception Sanofi ne doit pas cacher la faiblesse de la France au niveau de l’innovation. Ce retard s’observe dans la fuite de start-ups françaises vers l’étranger, mais également dans le ralentissement de l’innovation française, qui se place à la 5ème place de dépôts de brevets, mais recule par rapport aux autres puissances. La France semble observer un certain retard d’adoption de l’intelligence artificielle au sein de ses entreprises. Plusieurs facteurs sont en cause. Les chefs d’entreprises paraissent attentistes vis-à-vis de l’IA générative, 10% d’entre eux ne considèrent pas l’IA comme une révolution. Parmi les 90% restants, seuls 40% ont entrepris des mesures face à l’arrivée de l’intelligence artificielle. Dans le même temps, 33% ne souhaitent pas former leurs employés à l’IA.

L’organisation de l’innovation passe par la structuration des acteurs français. A nouveau, les start-ups innovantes en IA médicale sont laissées aux structures étrangères, comme Owkin, start-up française de l’apprentissage fédéré appliqué à la santé. Owkin s’est installée à New York pour faciliter son exportation, malgré sa création à Paris par des informaticiens de l’ENS. Le cas de Servier est similaire, l’entreprise ayant pris la décision d’installer son centre d’innovation à Montréal. Les solutions françaises existent, mais ne s’implantent que difficilement en France. La faute à la fuite importante des cerveaux : les revenus des chercheurs n’atteint que 63% de la moyenne de l’OCDE. L’implantation en métropole est aussi limitée par le soutien étatique aux entreprises jugé insuffisant, 2% du PIB étant consacré à la recherche, dont seulement 18% dans la santé. L’Allemagne soutient la recherche à hauteur de 3% de son PIB, mais attire également des projets ambitieux de R&D, notamment de Merck et Roche. Elle se positionne donc comme un territoire d’innovation médicale.

Un avenir encore flou

Ces transformations, apparues grâce à l’intelligence artificielle dans la R&D médicale, se présentent comme une évolution globale du fonctionnement de la recherche: la détection de médicament-candidat, test clinique, évaluation des résultats, comparaison entre candidats, base de données de molécules, hébergements intelligents des données médicales. Les technologies naissantes, se présentent comme un gain de temps, d’argent et d’efficacité importants pour les chercheurs. Ces innovations, régulièrement issues de start-ups, poussent les groupes pharmaceutiques à des partenariats et des accords, obligeant à une évolution du marché. Les entreprises de la tech sont aussi de nouveaux acteurs de ce marché, en investissant de manière progressive. Leur importance grandissante montre une influence forte des nouvelles technologies dans la médecine actuelle. L’IA se présente comme une révolution dans le domaine de la santé par sa transformation du paysage pharmaceutique et par les apports technologiques qui se mettent en place. Ce nouveau monde plein d’opportunités, se construit comme un échec supplémentaire pour la France, qui compte des solutions et entreprises engagées, mais manque de moyens et de structures par rapport aux autres puissances économiques.

La situation peut néanmoins changer grâce à des structures spécifiquement consacrées à la recherche. Le CEA, organisme public de recherche, est l’organisme de recherche publique qui dépose le plus de brevets au monde. Elle incube par ailleurs de nombreux projets. Cependant, le CEA subit une baisse de budget, des procédures administratives contraignantes et un manque de levée de fonds en France, qui représentent des limites au développement de technologies. D’autres institutions, comme le Fraunhofer Institut en Allemagne, bénéficient d’investissements étatiques plus faibles et d’un nombre de dépôts de brevets inférieur au CEA. Leur force réside dans une implication régionale de qualité et une quantité de scientifiques plus importante, permettant aux allemands de posséder un environnement dynamique pour les start-ups. Cela permet aux allemands de posséder un plus grand nombre de licornes que la France (36 pour l’Allemagne contre 27 pour la France). Le modèle du CEA est efficace, mais une optimisation de son activité pourrait renforcer le poids économique de l’innovation française.

Idris Humeau pour le club Data de l’AEGE

Pour aller plus loin