ETH forscht an Künstlicher Intelligenz zur Proteinsynthese für Medikamente

Forschende des Departements Chemie und angewandte Biowissenschaften der Eidgenössischen Technischen Hochschule Zürich (ETH) haben einen Algorithmus entwickelt, der mit Hilfe Künstlicher Intelligenz (KI) neue pharmazeutische Wirkstoffe darstellen kann. Wie aus einer Medienmitteilung hervorgeht, werden dabei zu dreidimensionalen Modellen beliebiger Proteine adäquate Wirkstoffe entwickelt, die als Medikament die Aktivität des Proteins steigern oder mindern können. In dem Modell setzte die Gruppe um Professor Gisbert Schneider eine generative KI ein, die mit den Informationen zu Hunderttausenden bekannter Strukturen von Proteinmolekülen einschliesslich ihrer Wechselwirkungen mit anderen chemischen Strukturen trainiert wurde. Ziel ist es, Wirkstoffe zu generieren, die an einer gewünschten Stelle Wechselwirkungen erzeugen, an anderen jedoch nicht. Damit sollen weitmöglich Nebenwirkungen von Medikamenten ausgeschlossen werden.

Erste praktische Tests, die gemeinsam mit dem Pharmaunternehmen Roche durchgeführt wurden, waren erfolgreich. So konnten Moleküle entworfen werden, die mit Vertretern der Proteinklasse PPAR – Proteine, die den Zucker- und Fettstoffwechsel regulieren – wechselwirken. Tests zeigten, dass die generierten Moleküle die Aktivitäten von PPAR ebenso steigerten wie bislang marktübliche Medikamente gegen Diabetes mellitus. Weitere klinisches Tests, so am Kinderspital Zürich zur Behandlung von Medulloblastomen, den häufigsten bösartigen Hirntumoren bei Kindern, sind vorgesehen.

„Mit unserer Arbeit haben wir die Welt der Proteine für die generative KI in der Wirkstoffforschung zugänglich gemacht“, wird Gisbert Schneider in der Mitteilung zitiert. „Der neue Algorithmus hat ein enormes Potenzial. Interessant ist er für alle medizinisch relevanten Proteine des menschlichen Körpers, für die noch keine chemischen Verbindungen bekannt sind, die mit ihnen wechselwirken.“ ce/eb