Dringend benötigt: Künstliche Intelligenz entwirft neue Antibiotika in wenigen Tagen

Antibiotika haben in der Vergangenheit jedes Jahr Millionen von Menschen das Leben gerettet. Doch Experten warnen bereits seit langer Zeit, dass die Menschheit hier in eine Art selbst verursachtes Problem läuft. Denn weil Antibiotika viel zu häufig verschrieben werden und in der Tierzucht teilweise sogar präventiv zum Einsatz kommen, entwickeln immer mehr Bakterien Resistenzen. Schätzungen gehen aktuell davon aus, dass jährlich rund 700.000 Personen sterben, weil die vorhandenen Antibiotika nicht mehr so wirken wie gewünscht. Bis zum Jahr 2050 könnte dieser Wert sogar auf erschreckende 50 Millionen Todesfälle jährlich steigen. Davor warnt zumindest ein Report der Vereinten Nationen. Verkompliziert wird die Lage durch die Tatsache, dass sich die Entwicklung neuer Antibiotika für die Pharmafirmen nicht wirklich lohnt. Dies liegt an zwei Faktoren.

Der gewaltige Forschungsaufwand könnte deutlich reduziert werden

Zum einen werden neue Mittel zunächst bewusst zurückgehalten, um nicht gleich die nächsten Resistenzen zu provozieren. Sie kommen also nur dann zum Einsatz, wenn die Standardbehandlungen nicht anschlagen. Dadurch aber werden die Absatzzahlen künstlich niedrig gehalten – was für die Hersteller wenig lukrativ ist. Hinzu kommt: Die Forschungsarbeit ist bisher extrem aufwändig. Denn die Wissenschaftler arbeiten hier nach dem Trial-and-Error-Prinzip. Neu Ansätze werden also im Labor entwickelt und dann getestet. Dabei müssen sie nicht nur effektiv gegen Bakterien sein, sondern auch möglichst wenig unerwünschte Nebenwirkungen mit sich bringen. Die allermeisten Ansätze scheitern daher im Laufe der Zeit. Auch dies führt dazu, dass die Entwicklung neuer Antibiotika bisher aus wirtschaftlicher Sicht oft nicht besonders lohnend war. Doch nun könnte der technologische Fortschritt für Abhilfe sorgen.

Zwei neue Mittel wurden bereits bei Mäusen getestet

Denn IBM hat eine künstliche Intelligenz auf das Thema angesetzt. Das System funktioniert dabei mithilfe eines dreistufigen Verfahrens. Zunächst bauen Forscher eine möglichst breitflächige Molekül-Datenbank auf. Darin enthalten sind die jeweiligen Basisinformationen sowie die Fähigkeiten der einzelnen Moleküle. Nun sucht der Algorithmus nach immer wiederkehrenden Zusammenhängen – beispielsweise einer bestimmten Struktur, die auf eine konkrete Fähigkeit hindeutet. Auf diese Weise lernt die künstliche Intelligenz die Bauweise und die Funktion von Molekülen zu verstehen. In einem dritten Schritt geben die Forscher dann bestimmte Parameter vor, die eine Kombination verschiedener Moleküle zu erfüllen hat. Anschließend schreitet die KI zur Tat und präsentiert neu zusammengesetzte potenzielle Antibiotika. In zwei Fällen wurden auf diese Weise innerhalb weniger Tage potenzielle neue Mittel entdeckt und bereits erfolgreich an Mäusen getestet.

Via: Vox

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