1928 verließ ein schottischer Wissenschaftler namens Sir Alexander Fleming sein Labor, in dem er die Staphylococcus-Bakterien untersuchte , um mit seiner Familie zwei Wochen Urlaub zu machen. Als er zu seinem Labortisch zurückkehrte, stellte er nicht nur fest, dass er seinen Arbeitsbereich nicht sehr gut aufgeräumt hatte, sondern dass das Geschirr mit den Bakterien darin Schimmel bildete. Er bemerkte auch, dass die Bakterien die schimmeligen Bereiche der Petrischale aktiv zu meiden schienen. Später sagte er: "Ich hatte sicherlich nicht vor, die gesamte Medizin zu revolutionieren, indem ich das erste Antibiotikum oder Bakterienkiller der Welt entdeckte. Aber ich nehme an, genau das habe ich getan."
Heutzutage braucht es keinen schlampigen Wissenschaftler, um wichtige neue Antibiotika zu entdecken - es braucht nur einen Computer. Eine Gruppe von Forschern am Massachusetts Institute of Technology (MIT) hat mithilfe künstlicher Intelligenz (KI) ein neues Antibiotikum identifiziert, das sogar einige bisher antibiotikaresistente Stämme abtötet.
Aber heißt das, dass sie das Labor eher mit Robotern als mit Menschen besetzt haben? Nee! Das Forschungsteam erstellte ein Computermodell, das in nur wenigen Tagen systematisch mehr als hundert Millionen chemische Verbindungen untersuchte - eine Leistung, die Labortechniker viele Jahre (und viele der gleichen wissenschaftlichen Zufälle wie Fleming) in Anspruch nehmen würden.
In den letzten zehn Jahren wurden nur sehr wenige neue Antibiotika entdeckt. In dieser Zeit werden Bakterien immer härter.
"Wir stehen vor einer wachsenden Krise in Bezug auf Antibiotikaresistenzen. Diese Situation wird sowohl durch eine zunehmende Anzahl von Krankheitserregern verursacht, die gegen vorhandene Antibiotika resistent werden, als auch durch eine anämische Pipeline in der Biotech- und Pharmaindustrie für neue Antibiotika", sagte James Collins. Professor am MIT-Institut für Medizintechnik und Wissenschaft (IMES) und am Department of Biological Engineering in einer Pressemitteilung .
Wie sie es gemacht haben
Das Forscherteam entwickelte ein Computermodell für maschinelles Lernen, mit dem etwa 2.500 molekulare Verbindungen identifiziert werden konnten, die das Wachstum von Bakterien verhinderten - in diesem Fall insbesondere E. coli . Anschließend führten sie das Programm in 6.000 Medikamente ein, die derzeit untersucht werden, um festzustellen, ob eines davon bei der Heilung bekannter menschlicher Krankheiten nützlich sein könnte. Nachdem das Modell das Molekül mit dem stärksten antibakteriellen Potenzial ausgewählt hatte, das keinem bekannten Antibiotikum ähnelte, verwendete das Team ein anderes Modell, um festzustellen, ob das Molekül für Menschen schädlich ist.
Et voila ! Das Modell hat die Kandidaten auf einen eingegrenzt - die Forscher haben es "Halicin" genannt -, das in der Vergangenheit als Medikament zur Behandlung von Diabetes getestet wurde. Halicin wurde an Laborproben verschiedener antibiotikaresistenter Bakterienstämme getestet und tötet nachweislich fast alle ab, mit Ausnahme eines sehr hartnäckigen Lungenpathogens.
Nach der Entdeckung von Halicin verwendete das Forscherteam das Modell, um 23 weitere Kandidaten mithilfe einer anderen Datenbank von Verbindungen zu identifizieren, und fand zwei, die besonders wirksam waren. Die Forscher arbeiten nun daran, Antibiotika zu finden, die selektiver in den Bakterien sind, die sie abtöten, damit sie nicht unsere gesamte nützliche Darmflora zerstören und gleichzeitig unser Leben retten. In Bezug auf Halicin planen die Forscher laut Pressemitteilung, mit einem Pharmaunternehmen oder einer gemeinnützigen Organisation zusammenzuarbeiten, um das Medikament für die Anwendung beim Menschen zu entwickeln.
Das ist interessant
Halicin wurde nach Hal benannt, dem fiktiven System der künstlichen Intelligenz aus dem Film " 2001: A Space Odyssey ".
