Forscher entdecken effektives Antibiotikum dank künstlicher Intelligenz

All das Gerede um künstliche Intelligenz scheint im Endkundenbereich meist vor allem Marketing-Taktik zu sein. Jetzt wurde aber auf diesem Weg ein neues Antibiotikum entdeckt, das viele resistente Bakterien auf neue Art bekämpft. Eine Gruppe von Forschern hat am Massachussetts Institute of Technology (MIT) mit Hilfe von KI-Algorithmen ein neues Antibiotikum entdeckt (via The Guardian), das man als Halicin bezeichnet. Der Name geht auf den Computer HAL 9000 aus dem legendären Film "2001" zurück. Halicin ist, anders als viele andere Antibiotika, keine Variation eines bekannten Arzneimittels. Halicin war deutlich effektiver als ein bekanntes Antibiotikum Stattdessen tötet das Mittel Bakterien ab, indem es ihre Fähigkeit einschränkt, ein elektrochemisches Potenzial aufrecht zu erhalten, um Moleküle zu produzieren, die Energie speichern. Das Resultat ist beeindruckend: In den Tests der Forscher konnten E.Coli-Bakterien innerhalb von dreißig Tagen keine Resistenz entwickeln. Im Vergleich dazu waren die getesteten Coli-Bakterien bereits nach drei Tagen nicht mehr für das konventionellere Antibiotikum Cipofoxacin anfällig.

KI findet Moleküle mit Wunscheigenschaften schneller als bisher

Der neue Ansatz der Forscher beruht auf einem System, das in der Lage ist, molekulare Strukturen mit den gewünschten Eigenschaften wie dem Abtöten von Bakterien schneller zu finden als bisher. Die neuen neuronalen Netze erlernen die Darstellungen der Moleküle automatisch und ordnen sie in bestimmte Bereiche ein, anhand derer sich ihr Verhalten leichter vorhersagen lässt.

Die Forscher trainierten im Anschluss ihr KI-System mit 2500 Molekülen, von denen 1700 denen bekannter Arzneimittel entsprachen und weitere 800 auf natürliche Produkte entfielen. Die auf dieser Basis entwickelte Bibliothek aus rund 6.000 Mischungen dieser Mittel enthielt bei näherer Betrachtung auch Halicin, das sich letztlich als höchst effektiv erwies.

Noch wird es wohl einige Zeit dauern, bis Halicin in der Humanmedizin zum Einsatz kommt. Immerhin konnte man am MIT bereits bei Mäusen eine Infektion mit häufig bei US-Soldaten im Mittleren Osten auftretenden Bakterien beseitigen. Tests mit Menschen stehen noch aus, doch zeichnet sich ab, dass das neue KI-System auf lange Sicht positive Resultate in der Entwicklung neuer medizinischer Mittel mit sich bringen könnte.

Die Forscher wendeten das Modell in weiteren Versuchen bereits auf Datenbanken mit insgesamt mehr als 100 Millionen Molekülen an und fanden dabei 23 weitere potenzielle Kandidaten für neue Arzneimittel. Darüber hinaus will man beginnen, mit Hilfe des Systems Antibiotika von Grund auf neu zu entwickeln und bestehende Produkte zu untersuchen, um sie so zu modifizeren, dass weniger Nebenwirkungen und eine höhere Wirkfähigkeit erzielt wird. Noch sind wir allerdings auch mit der neuen KI-Technologie weit davon entfernt, sogenannte Super-Bakterien aus der Welt zu schaffen.