Die in Nature Biomedical Engineering veröffentlichte Forschung stellt einen bedeutenden Schritt vorwärts bei der Entwicklung sichererer und wirksamerer Behandlungen dar.
Das Forschungsteam nutzte ein großes Sprachmodell (LLM), ähnlich der Technologie hinter ChatGPT, um Protegrin-1 neu zu entwickeln. Dieses wirksame Antibiotikum, das natürlicherweise von Schweinen produziert wird, war wirksam bei der Abtötung von Bakterien, war jedoch zuvor für den menschlichen Gebrauch zu giftig.
Durch die Modifikation von Protegrin-1 wollten die Forscher seine antibakteriellen Eigenschaften bewahren und gleichzeitig seine schädlichen Auswirkungen auf menschliche Zellen beseitigen.
Um dies zu erreichen, generierte das Team über 7.000 Variationen von Protegrin-1 mithilfe einer Hochdurchsatzmethode und konnte so schnell erkennen, welche Modifikationen die Sicherheit erhöhen könnten. Anschließend verwendeten sie das LLM, um diese Variationen auf ihre Fähigkeit hin zu bewerten, Bakterienmembranen selektiv anzugreifen, Bakterien effektiv abzutöten und eine Schädigung menschlicher roter Blutkörperchen zu vermeiden. Dieser KI-gesteuerte Ansatz führte zur Entwicklung einer verfeinerten Version namens bakteriell selektives Protegrin-1.2 (bsPG-1.2).
In vorläufigen Tierversuchen zeigte sich bei Mäusen, die mit bsPG-1.2 behandelt und mit multiresistenten Bakterien infiziert wurden, innerhalb von sechs Stunden eine deutliche Verringerung der Bakterienkonzentration in ihren Organen. Diese vielversprechenden Ergebnisse legen nahe, dass bsPG-1.2 möglicherweise zu Versuchen am Menschen übergehen könnte.
Claus Wilke, Professor für Integrative Biologie und Co-Senior-Autor der Studie, betonte den transformativen Einfluss von KI auf die Arzneimittelentwicklung.
„Große Sprachmodelle revolutionieren das Protein- und Peptid-Engineering und machen es möglich, neue Medikamente effizienter zu entwickeln und bestehende zu verbessern. „Diese Technologie identifiziert nicht nur potenzielle neue Behandlungen, sondern beschleunigt auch deren Weg zur klinischen Anwendung“, sagte Wilke.
Der Durchbruch unterstreicht, wie KI zur Bewältigung kritischer gesundheitlicher Herausforderungen genutzt wird.
Das Forschungsteam nutzte ein großes Sprachmodell (LLM), ähnlich der Technologie hinter ChatGPT, um Protegrin-1 neu zu entwickeln. Dieses wirksame Antibiotikum, das natürlicherweise von Schweinen produziert wird, war wirksam bei der Abtötung von Bakterien, war jedoch zuvor für den menschlichen Gebrauch zu giftig.
Durch die Modifikation von Protegrin-1 wollten die Forscher seine antibakteriellen Eigenschaften bewahren und gleichzeitig seine schädlichen Auswirkungen auf menschliche Zellen beseitigen.
Um dies zu erreichen, generierte das Team über 7.000 Variationen von Protegrin-1 mithilfe einer Hochdurchsatzmethode und konnte so schnell erkennen, welche Modifikationen die Sicherheit erhöhen könnten. Anschließend verwendeten sie das LLM, um diese Variationen auf ihre Fähigkeit hin zu bewerten, Bakterienmembranen selektiv anzugreifen, Bakterien effektiv abzutöten und eine Schädigung menschlicher roter Blutkörperchen zu vermeiden. Dieser KI-gesteuerte Ansatz führte zur Entwicklung einer verfeinerten Version namens bakteriell selektives Protegrin-1.2 (bsPG-1.2).
In vorläufigen Tierversuchen zeigte sich bei Mäusen, die mit bsPG-1.2 behandelt und mit multiresistenten Bakterien infiziert wurden, innerhalb von sechs Stunden eine deutliche Verringerung der Bakterienkonzentration in ihren Organen. Diese vielversprechenden Ergebnisse legen nahe, dass bsPG-1.2 möglicherweise zu Versuchen am Menschen übergehen könnte.
Claus Wilke, Professor für Integrative Biologie und Co-Senior-Autor der Studie, betonte den transformativen Einfluss von KI auf die Arzneimittelentwicklung.
„Große Sprachmodelle revolutionieren das Protein- und Peptid-Engineering und machen es möglich, neue Medikamente effizienter zu entwickeln und bestehende zu verbessern. „Diese Technologie identifiziert nicht nur potenzielle neue Behandlungen, sondern beschleunigt auch deren Weg zur klinischen Anwendung“, sagte Wilke.
Der Durchbruch unterstreicht, wie KI zur Bewältigung kritischer gesundheitlicher Herausforderungen genutzt wird.
