Hunderte potenzielle Antibiotika in Spinnen- und Schlangengift

Sie sondern Gifte ab, die für Menschen potenziell hochgefährlich sind, aber nicht nur das. Glücklicherweise gibt es auch eine Kehrseite: Die Toxine von Spinnen, Skorpionen, Schlangen und dergleichen enthalten auch Verbindungen, die zur Synthese neuer Medikamente genutzt werden könnten. In einer im Fachblatt Nature Communications veröffentlichten Studie berichtet eine Gruppe von Wissenschaftlern der University of Pennsylvania , dass sie erfolgreich 386 Moleküle aus Spinnen- und Schlangengiften isoliert haben, die potenziell zu Antibiotika der nächsten Generation werden könnten – und damit zu wertvollen Verbündeten im Kampf gegen Antibiotikaresistenzen. Für ihre Arbeit verwendeten die Wissenschaftler Apex, einen Deep-Learning -Algorithmus, der über 40 Millionen in den Giften enthaltene Moleküle analysierte und die vielversprechendsten identifizierte.

Ein „Meisterwerk der Evolution“

„Gifte sind ein Meisterwerk der Evolution“, erklärt César de la Fuente , einer der Autoren der Studie und außerordentlicher Professor für Psychiatrie, Mikrobiologie, Bioingenieurwesen sowie chemische und biomolekulare Verfahrenstechnik. „Apex ermöglicht es uns, in wenigen Stunden einen riesigen chemischen Raum zu scannen und Peptide (kleine Aminosäureketten, Anm. d. Red.) zu identifizieren, die über ein außergewöhnliches Potenzial zur Bekämpfung der heimtückischsten Krankheitserreger der Welt verfügen.“ Von den 386 von der künstlichen Intelligenz identifizierten Molekülen wählten und synthetisierten die Wissenschaftler 58 im Labor: 53 davon erwiesen sich als wirksam bei der Neutralisierung von Bakterien, die gegen aktuelle Antibiotika resistent sind (darunter Escherichia coli und Staphylococcus aureus ), selbst wenn sie in Dosen verabreicht wurden, die keine Schäden an den menschlichen roten Blutkörperchen verursachten.

Künstliche Intelligenz und traditionelle Techniken

„Durch die Kombination der Rechenleistung künstlicher Intelligenz mit traditionellen Experimenten“, so Marcelo Torres , ein weiterer Autor der Studie, „konnten wir eine der umfassendsten Analysen von Antibiotika auf Basis von Bakteriengift durchführen.“ Insgesamt wurden zweitausend potenzielle neue Antibiotika identifiziert, die das Bakterienwachstum neutralisieren oder hemmen können. Das Team arbeitet nun daran, unter all diesen Kandidaten diejenigen mit dem größten Potenzial zu identifizieren.