Die Welt der Wissenschaft hat wieder einmal zugeschlagen und dieses Mal ist es ein echter Knaller: Mithilfe von Proteinstrukturen entwickelt K\u00fcnstliche Intelligenz innovative Arzneimittel. Ja, du hast richtig geh\u00f6rt! Eine Gruppe von Wissenschaftlern der ETH Z\u00fcrich hat eine computergest\u00fctzte Methode entwickelt, mit der pharmazeutische Wirkstoffe anhand der dreidimensionalen Struktur eines Proteins generiert werden k\u00f6nnen. Und das Beste daran? Diese Methode hat das Potenzial, die Medikamentenforschung komplett zu revolutionieren. <\/p>\n
Professor Gisbert Schneider, der an der ETH Z\u00fcrich im Departement Chemie und angewandte Biowissenschaften t\u00e4tig ist, bezeichnet diesen Fortschritt als bahnbrechend f\u00fcr die Arzneimittelforschung. Gemeinsam mit seinem fr\u00fcheren Doktoranden Kenneth Atz hat er einen innovativen Algorithmus entwickelt, der mithilfe von K\u00fcnstlicher Intelligenz (KI) neue pharmazeutische Wirkstoffe erschafft. Dieser Algorithmus generiert f\u00fcr jedes Protein, dessen dreidimensionale Struktur bekannt ist, Baupl\u00e4ne f\u00fcr Molek\u00fcle, die entweder die Aktivit\u00e4t des Proteins erh\u00f6hen oder hemmen k\u00f6nnten und somit als potenzielle Medikamente dienen k\u00f6nnten. <\/p>\n
Aber wie funktioniert das Ganze eigentlich? Der Algorithmus nutzt die dreidimensionale Oberfl\u00e4chenstruktur des Proteins, um Molek\u00fcle zu erzeugen, die gezielt an das Protein binden und mit ihm interagieren k\u00f6nnen. Vorbei sind die Zeiten der m\u00fchsamen manuellen Arbeit, bei der die Suche nach potenziellen Wirkstoffen oft zu Molek\u00fclen f\u00fchrte, die schwer oder sogar unm\u00f6glich zu synthetisieren waren. Mit Hilfe von KI werden nun Molek\u00fcle erschaffen, die von Anfang an chemisch synthetisierbar sind.<\/p>\n
Aber das ist noch nicht alles! Der Algorithmus schl\u00e4gt auch nur solche Molek\u00fcle vor, die an der gew\u00fcnschten Stelle mit dem vorgegebenen Protein interagieren und kaum mit anderen Proteinen. Das bedeutet, dass bereits bei der Entwicklung eines Wirkstoffmolek\u00fcls darauf geachtet wird, dass es m\u00f6glichst geringe Nebenwirkungen hat. Eine Win-Win-Situation f\u00fcr alle!<\/p>\n
Um dieses Ziel zu erreichen, haben die Forscher ein KI-Modell mit Informationen \u00fcber bekannte Interaktionen zwischen chemischen Molek\u00fclen und den entsprechenden dreidimensionalen Proteinstrukturen trainiert. In Zusammenarbeit mit Forschern des Pharmaunternehmens Roche und anderen Kooperationspartnern haben sie Tests mit dem neuen Verfahren durchgef\u00fchrt und seine Leistungsf\u00e4higkeit demonstriert. Dabei waren sie auf der Suche nach Molek\u00fclen, die eine Interaktion mit Proteinen der PPAR-Klasse eingehen. Diese Proteine kontrollieren die Stoffwechselprozesse von Zucker und Fetts\u00e4uren im K\u00f6rper. <\/p>\n
Und was kam dabei heraus? Die K\u00fcnstliche Intelligenz entwickelte tats\u00e4chlich neue Molek\u00fcle, die die Aktivit\u00e4t der PPAR-Proteine \u00e4hnlich effektiv steigern konnten wie bereits existierende Medikamente. Diese neu entdeckten Substanzen erwiesen sich als stabil und ungiftig, was nat\u00fcrlich ein gro\u00dfer Erfolg f\u00fcr das Team war. Obwohl die Forscher nicht beabsichtigten, diese Molek\u00fcle weiterzuverfolgen, um sie als Medikamente auf den Markt zu bringen, wurden sie dennoch verwendet, um das neue KI-Verfahren einem anspruchsvollen ersten Test zu unterziehen. <\/p>\n
Aber das ist noch nicht das Ende der Geschichte! Professor Schneider betont, dass der Algorithmus bereits in \u00e4hnlichen Studien an der ETH Z\u00fcrich und in der Industrie angewendet wird. Zum Beispiel in einem Projekt mit dem Kinderspital Z\u00fcrich zur Therapie von Medulloblastomen, den am h\u00e4ufigsten auftretenden malignen Hirntumoren bei Kindern. Die Forscher haben den Algorithmus und die entsprechende Software sogar ver\u00f6ffentlicht, sodass sie nun weltweit von anderen Wissenschaftlern f\u00fcr ihre eigenen Projekte verwendet werden k\u00f6nnen.<\/p>\n
Professor Schneider ist sich sicher, dass diese Arbeit die Welt der Proteine f\u00fcr die generative KI in der Wirkstoffforschung ge\u00f6ffnet hat. Der neuartige Algorithmus hat wirklich ein beachtliches Potenzial und k\u00f6nnte die Art und Weise, wie wir Medikamente entwickeln, komplett ver\u00e4ndern. Wer h\u00e4tte gedacht, dass K\u00fcnstliche Intelligenz uns nicht nur beim Surfen im Internet und bei der Steuerung unseres Smart Homes hilft, sondern auch bei der Entwicklung von lebensrettenden Medikamenten? Die Wissenschaft l\u00e4sst uns einfach immer wieder staunen!<\/p>\n
Schlagw\u00f6rter: PPAR + KI + ETH Z\u00fcrich<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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