Das KI-basierte Deep-Learning-System „APEX“ wird von Forschern der University of Pennsylvania zur Bekämpfung von antibiotikaresistenten Krankenhauskeimen mit tierische Giften – z. B. von Schlangen oder Spinnen genutzt. Mithilfe dieser Software wurden aus über 40 Mio. Peptiden innerhalb weniger Stunden 386 Verbindungen herausgefiltert, die für Antibiotika der nächsten Generation relevant sein können.
Evolutionäre Meisterwerke
„Gifte sind Meisterwerke der Evolution, doch ihr antimikrobielles Potenzial ist bisher kaum erforscht. Mit APEX können wir in nur wenigen Stunden einen riesigen chemischen Raum scannen und Peptide mit außergewöhnlichem Potenzial zur Bekämpfung der hartnäckigsten Krankheitserreger der Welt identifizieren“, erklärt Forscher César de la Fuente.
Das Forscherteam hat aus der KI-basierten Auswahlliste Giftpeptide für Labortests synthetisiert. In Dosen, die für menschliche rote Blutkörperchen unschädlich sind, töten 53 der ausgewählten Giftpeptide arzneimittelresistente Bakterien – beispielsweise Escherichia coli und Staphylococcus aureus. „Durch die Kombination eines computergestützten Auswahlverfahrens mit traditionellen Laborexperimenten haben wir eine der bislang umfassendsten Untersuchungen zu aus Giftstoffen gewonnenen Antibiotika durchgeführt“, ergänzt Marcelo Torres.
Weltweit Millionen Todesfälle im Jahr
Es gibt etwa fünf Mio. Tote pro Jahr weltweit durch medikamentenresistente Infektionen. Auf der anderen Seite ist die Entwicklung traditioneller Antibiotika fast zum Stillstand gekommen. In einer mit dem Krankenhauskeim Acinetobacter baumannii infizierten Maus haben die Peptide die Bakterienlast signifikant reduziert, ohne dass eine Toxizität beobachtet werden konnte.
„Unsere Ergebnisse zeigen, dass tierische Gifte eine reichhaltige Quelle für bisher unbekannte antimikrobielle Gerüste sind und dass die Integration von groß angelegter computergestützter Suche und experimenteller Validierung die Entdeckung dringend benötigter Antibiotika beschleunigen kann“, schreiben die Wissenschaftler in der Fachzeitschrift „Nature“.
Quelle: pressetext.redaktion