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A review exploring the translational perspective of artificial intelligence in drug discovery and formulation development - 25/02/26

Une revue explorant la perspective translationnelle de l’intelligence artificielle dans la découverte et le développement de formulations de médicaments

Doi : 10.1016/j.pharma.2026.01.007 
Babita Agarwal a, Saurabh Gaware a, Namdev More b, Rushikesh Shinde c, Hagalavadi Nanjappa Shivakumar c, Sachin Jagdale a,
a Marathwada Mitra Mandal's College of Pharmacy, Thergaon (Kalewadi), Pune, Maharashtra 411033, India 
b Board of Governors Regenerative Medicine Institute, Cedars-Sinai Medical Center, Los Angeles, CA 90048, USA 
c KLE College of Pharmacy (A constituent of KLE Academy of Higher Education and Research, Belagavi), Rajajinagar, Bengaluru 560010, India 

Corresponding author. Department of Pharmaceutics, Marathwada Mitra Mandal's College of Pharmacy, Thergaon (Kalewadi), Pune, 411033 Maharashtra, India. Department of Pharmaceutics, Marathwada Mitra Mandal's College of Pharmacy Thergaon (Kalewadi), Pune Maharashtra 411033 India
Sous presse. Épreuves corrigées par l'auteur. Disponible en ligne depuis le Wednesday 25 February 2026

Graphical abstract




Le texte complet de cet article est disponible en PDF.

Highlights

Review explores deployment of AI-ML tools in drug discovery and formulation development to reduce the cost and time of developing new medicines and improve the overall healthcare system.
Popular basics of AI-ML with respect to drug discovery are explained.
Explores novel applications of different AI-ML tools at various stages of drug discovery process, formulation development, regulatory submissions and manufacturing processes.
Describes important aspects where the older tools/techniques can be replaced or may be improved with emerging trends/technology in healthcare arena.

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Summary

The drug development pipeline remains extraordinarily complex, costly, and time-intensive, typically requiring 10–15 years and $2–3 billion per approved drug. This review presents a translational perspective on how artificial intelligence (AI) and machine learning (ML) are renovating pharmaceutical R & D across the entire value chain while maintaining rigorous safety and efficacy standards. In drug discovery, deep learning platforms enable virtual screening of billion-compounds, reducing target identification from years to months while improving hit rates by 30–50%. Preclinical development benefits from AI-powered toxicity prediction, potentially eliminating 40% of animal testing through accurate in silico models. Clinical trials are optimized through digital twin technology, reducing patient cohorts by 25–30% without compromising statistical power. Post-marketing surveillance is accelerated 100-fold through AI-driven real-world evidence analysis. Across the development lifecycle, AI delivers 30–60% time savings and 25–40% cost reductions while increasing success rates through enhanced predictive capabilities. Formulation development benefits from ML algorithms that optimize drug compositions and stability, reducing trial-and-error experimentation. However, challenges persist in data quality, algorithmic bias, and regulatory acceptance of AI-derived evidence. This review provides a balanced perspective on AI's transformative potential in drug discovery and various formulation developments, along with its limitations, offering a roadmap for successful implementation in pharmaceutical R & D.

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Résumé

Le processus de développement des médicaments reste extrêmement complexe, coûteux et long, nécessitant généralement 10 à 15 ans et 2 à 3 milliards de dollars par médicament approuvé. Cette étude présente une perspective translationnelle sur la manière dont l’intelligence artificielle (IA) et l’apprentissage automatique (ML) révolutionnent la R&D pharmaceutique tout au long de la chaîne de valeur, tout en maintenant des normes rigoureuses en matière de sécurité et d’efficacité. Dans le domaine de la découverte de médicaments, les plateformes d’apprentissage profond permettent le criblage virtuel de milliards de composés, réduisant ainsi le temps nécessaire à l’identification des cibles de plusieurs années à quelques mois, tout en améliorant les taux de réussite de 30 à 50 %. Le développement préclinique bénéficie de la prédiction de la toxicité grâce à l’IA, qui permet d’éliminer potentiellement 40 % des tests sur les animaux grâce à des modèles in silico précis. Les essais cliniques sont optimisés grâce à la technologie des jumeaux numériques, ce qui permet de réduire les cohortes de patients de 25 à 30 % sans compromettre la puissance statistique. La surveillance post-commercialisation est accélérée 100 fois grâce à l’analyse des données réelles alimentée par l’IA. Tout au long du cycle de développement, l’IA permet de gagner 30 à 60 % de temps et de réduire les coûts de 25 à 40 %, tout en augmentant les taux de réussite grâce à des capacités prédictives améliorées. Le développement de formulations bénéficie d’algorithmes d’apprentissage automatique qui optimisent la composition et la stabilité des médicaments, réduisant ainsi les expérimentations par essais et erreurs. Cependant, des défis persistent en matière de qualité des données, de biais algorithmiques et d’acceptation réglementaire des preuves issues de l’IA. Cette étude offre une perspective équilibrée sur le potentiel transformateur de l’IA dans la découverte de médicaments et diverses formulations.

Le texte complet de cet article est disponible en PDF.

Keywords : Artificial intelligence, Machine learning, Drug discovery, Formulation development, Regulatory approvals

Mots clés : Intelligence artificielle, Apprentissage automatique, Découverte de médicaments, Développement de formulations, Approbations réglementaires


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