Krankenhauskeime sind ein riesiges Problem, weil sie gegen gängige Antibiotika resistent sind. Mithilfe der KI wurden nun zwei neue Antibiotika entwickelt, die dem Krankenhauskeim und dem Tripper den Kampf ansagen. Auch das Bakterium, welches Gonorrhö verursacht, ist mittlerweile schon resistent gegen die meisten üblichen Antibiotika.
Welche Bakterien sind gegen Antibiotika resistent?
An erster Stelle steht Staphylococcus aureus. Dieses Bakterium ist der gefürchtetste Krankenhauskeim. Neisseria gonorrhoeae ist der Verursacher der Gonorrhö und in den letzten Jahren ist auch er resistent geworden.
Theoretisch kann jedes Bakterium mutieren und eine Resistenz entwickeln. Dass ausgerechnet in Krankenhäusern der Krankenhauskeim ein Problem ist, ist kein Wunder. Da Antibiotika zu einem festen Bestandteil von Krankenhäusern bei Infektionen gehören, kann ein Bakterium auch schnell mutieren. Ist das Immunsystem eines Patienten nach einer Operation beschäftigt, haben Bakterien freie Bahn. Ein Problem besonders bei älteren Patienten. Bei diesen ist das Immunsystem grundsätzlich etwas langsamer unterwegs. Wenn indessen ein Bakterium nicht mehr auf Antibiotika reagiert, ist das ein richtiges Problem.
Das Tripper-Bakterium ist ein Opfer von unnötigen und zu häufigen Verschreibungen von Antibiotika geworden. Zudem auch noch von horizontalem Gentransfer. Dabei können Bakterien Gensequenzen von anderen Bakterien stehlen und überleben daraufhin Antibiotika. Angeblich soll heute Penicillin absolut wirkungslos gegen den Tripper sein. Ein Antibiotikum, das noch vor 30 Jahren das Standardantibiotikum bei Gonorrhö war.
Wie konnte die KI für ein neues Antibiotikum helfen?
Forschende konnten mithilfe der KI zwei neue Antibiotika entwickeln, die gegen die resistenten Bakterien eingesetzt werden können und damit besonders beim Krankenhauskeim Leben retten.
Man schätzt, dass jährlich über eine halbe Million Menschen an multiresistenten Keimen sterben. Antibiotika, das Jahrzehnte half, nützt nichts mehr. Hinzukommt, dass Antibiotikaforschung aufwendig und teuer ist. Anders als bei chronischen Krankheiten werden Antibiotika nur wenige Tage und nur ein paar Mal im Leben eines Menschen verschrieben.
Hier kommt die KI zum Tragen. Die KI macht Forschung billiger. Sie kann in wenigen Stunden unter Biochemiestoffen oder synthetischen Komponenten Mischungen zusammenstellen, die gegen ein Bakterium X gezielt eingesetzt werden können. Was Forscher über Jahre im Labor mühsam bestimmen müssten, kann die KI aus den gespeicherten Datenbanken gezielt herausfischen.
Wichtig dabei ist natürlich die Qualität der Datenbank. Das komplette genetische Screening des Bakteriums muss genauso vorhanden sein, wie das komplette Screening sämtlicher biochemischer und synthetischer Stoffe, die als Antibiotika infrage kommen.
Dass dies zum Erfolg führt, konnte nun anhand der Gonorrhoe und des Krankenhauskeims im Labor nachgewiesen werden. Den Nachweis erbrachte das Startup Equilibrium Labs. Zuerst wurde vom Startup zusammen mit AlphaFold (gehört zu Google Deep Mind) eine virtuelle Datenbank mit über 100 Millionen chemischen Verbindungen durchsucht. AlphaFold 2 sagte dann voraus, welche Verbindungen sich an die Proteine des Bakteriums binden und das Bakterium damit außer Kraft setzen können.
Equilibriums Lab wählte unter tausend potenziellen Kandidaten dann die Erfolgsversprechendsten aus und synthetisierte diese unter Laborbedingungen. Die fertigen Produkte sind nicht nur gegen die erwähnten Staphylococcus aureus und Neisseria gonorrhoeae erfolgreich, sondern auch bei Ecoli.
Das ist tatsächlich ein wichtiger Schritt in der Antibiotikaherstellung, denn in einigen Jahren wird man wieder neue AB-Rezepturen finden müssen. Das Bakterium schläft nicht und wird weiter versuchen, zu mutieren. Und für Schulungen in der Pharma gibt es uns!
Bildquelle: KI
Quellenangaben: Ärztezeitung