KI entwickelt neue Antibiotika gegen Superbakterien

Künstliche Intelligenz (KI) hat gerade einen großen Schritt im Kampf gegen resistente Bakterien gemacht. Wissenschaftler des Massachusetts Institute of Technology (MIT) haben mithilfe von KI zwei neue potenzielle Antibiotika entwickelt, die Bakterien, die Gonorrhö und MRSA verursachen, erfolgreich abtöten. Diese Verbindungen wurden Atom für Atom entwickelt und haben ihre Wirksamkeit sowohl in Labortests als auch bei infizierten Mäusen bewiesen. Obwohl noch Jahre der Entwicklung und klinischen Erprobung bevorstehen, könnte diese Methode die Tür zu einem „zweiten goldenen Zeitalter“ der Antibiotikaentdeckung öffnen.

Wie die KI neue Medikamente entwickelte

Die Wissenschaftler trainierten die KI mit Daten über die chemische Struktur bekannter Verbindungen und deren Einfluss auf das Wachstum verschiedener Bakterienarten. Die KI durchsuchte 36 Millionen Verbindungen, darunter auch solche, die noch nicht existieren oder noch nicht entdeckt wurden. Dabei kamen zwei Ansätze zum Einsatz: Der erste begann mit der Suche nach vielversprechenden Fragmenten mit einer Größe von 8 bis 19 Atomen und baute auf diesen auf, während der zweite der KI von Anfang an freie Hand ließ. Das Verfahren schloss alles aus, was bestehenden Antibiotika ähnelte, stellte sicher, dass es sich um Arzneimittel und nicht etwa um Seife handelte, und filterte für Menschen giftige Substanzen heraus.

Das Ergebnis waren zwei neue Antibiotikakandidaten. Einer richtet sich gegen Gonorrhö, eine sexuell übertragbare Infektion, und der andere gegen MRSA, also den methicillinresistenten Staphylococcus aureus – ein Bakterium, das harmlos auf der Haut lebt, aber schwere Infektionen verursachen kann, wenn es in den Körper gelangt. Die Studie wurde in der Fachzeitschrift Cell veröffentlicht und umfasste sowohl Tests an Bakterien im Labor als auch an infizierten Mäusen, bei denen die Verbindungen die Superbakterien erfolgreich abtöteten.

Die Zukunft der Entwicklung

Professor James Collins vom MIT, einer der Forscher, zeigte sich begeistert davon, wie generative KI völlig neue Antibiotika kostengünstig und schnell entwickeln kann. Seiner Ansicht nach wird dies dazu beitragen, das Arsenal gegen Superbakterien zu erweitern, die Resistenzen gegen bestehende Medikamente entwickelt haben. Antibiotika töten Bakterien ab, doch ihr übermäßiger Einsatz hat dazu geführt, dass resistente Infektionen inzwischen jährlich mehr als eine Million Todesfälle verursachen. Seit Jahrzehnten fehlt es an neuen Antibiotika.

Dennoch sind diese Verbindungen noch nicht für klinische Studien bereit. Sie müssen weiter optimiert werden, was ein bis zwei Jahre dauern könnte, bevor Tests am Menschen beginnen. Die Forscher betonen die Notwendigkeit besserer Modelle, die die Wirksamkeit im Körper und nicht nur im Labor vorhersagen. Von 80 entwickelten Kandidaten gegen Gonorrhö konnten lediglich zwei hergestellt werden, was die Herausforderungen bei der Synthese verdeutlicht.

Reaktionen von Experten

Dr. Andrew Edwards von der Fleming Initiative und dem Imperial College London bezeichnete die Arbeit als „sehr bedeutend“ und ihr Potenzial als „enorm“, da sie einen neuen Ansatz für die Entdeckung von Antibiotika aufzeigt. Zugleich wies er darauf hin, dass die Prüfung von Sicherheit und Wirksamkeit ein anspruchsvoller Prozess ohne Erfolgsgarantie bleibt.

Professor Chris Dowson von der University of Warwick bezeichnete die Studie als „cool“ und als bedeutenden Fortschritt beim Einsatz von KI zur Entdeckung von Antibiotika, der zur Bekämpfung von Resistenzen beitragen werde. Allerdings erwähnte er auch das wirtschaftliche Problem: Neue Antibiotika sollten so wenig wie möglich eingesetzt werden, damit sie ihre Wirksamkeit behalten, was es den Herstellern erschwert, Gewinne zu erzielen.

Quelle: www.bbc.com/