Zwischen Bakterien und Antibiotika tobt seit fast einem Jahrhundert ein Katz-und-Maus-Spiel. Leider scheinen die Bakterien in den letzten Jahren die Oberhand gewonnen zu haben. Laut einem Bericht der Weltgesundheitsorganisation (WHO) führten Antibiotikaresistenzen im Jahr 2019 weltweit zu 1,27 Millionen Todesfällen und stellen ein erhebliches Risiko für die öffentliche Gesundheit dar.
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Angesichts des zunehmenden Problems der Antibiotikaresistenz schreitet die Medikamentenentwicklung nur langsam voran. Vorhandene Kandidaten verursachen oft Schäden an menschlichen Zellen und führen zu schweren Nebenwirkungen. Gibt es eine Möglichkeit, die antimikrobielle Wirkung zu erhalten und gleichzeitig diese Nebenwirkungen zu reduzieren? In diesem Monat haben Forscher mithilfe von künstlicher Intelligenz ein giftiges Antibiotikum neu gestaltet, Tausende von Varianten gescreent und ein neues Medikament gefunden, das Bakterien abtötet, ohne menschliche Zellen zu schädigen.
Bei der verwendeten KI handelt es sich um ein großes Sprachmodell, ähnlich den Chatbots von Google, OpenAI usw. Dieser Algorithmus analysierte 5,7 Millionen Antibiotika-Varianten und entdeckte schließlich ein weniger giftiges, aber dennoch wirksames neues Medikament. Experimente zeigen, dass diese neue Variante die „Schutzhülle“ von Bakterien schnell zerstört, ohne die Wirtszellen zu schädigen. Im Vergleich zum ursprünglichen Antibiotikum war die Toxizität für menschliche Nierenzelllinien deutlich geringer, und in Experimenten mit infizierten Mäusen eliminierte es effektiv tödliche Bakterien.
Das Forschungsteam unter der Leitung von Dr. Brian Davis von der University of Texas nutzte das System namens SLAY, um zehntausende von antibiotischen Peptiden zu screenen. Schließlich half ihnen die KI, eine neue selektive Antibiotikum Protegrin-1.2 zu finden. Dieses neue Medikament zeigte in Experimenten eine bemerkenswerte Sicherheit und war für menschliche rote Blutkörperchen unschädlich.
Obwohl sich diese Studie hauptsächlich auf Antibiotika konzentrierte, plant das Team, ähnliche Methoden auf andere Medikamente anzuwenden, um weitere medizinische Herausforderungen zu bewältigen. Mit dem technologischen Fortschritt sind die Anwendungsmöglichkeiten von KI in der Medikamentenentwicklung vielversprechend.
Wichtigste Punkte:
🌟Im Jahr 2019 führten Antibiotikaresistenzen weltweit zu 1,27 Millionen Todesfällen und stellten ein erhebliches Risiko für die öffentliche Gesundheit dar.
🔍Forscher haben mithilfe von KI ein Antibiotikum neu gestaltet und erfolgreich eine weniger toxische neue Variante, Protegrin-1.2, identifiziert.
💡Das neue Medikament zeigte in Mäuseexperimenten eine stärkere bakterizide Wirkung und weniger Nebenwirkungen und könnte zukünftig auch für die Entwicklung anderer Medikamente eingesetzt werden.