Robert Klatt
Eine Künstliche Intelligenz (KI) hat zahlreiche Giftpeptide identifiziert, die multiresistente Bakterien töten können, indem sie ihre Membran zerstören. In Zukunft sollen die Toxine als Basis für neue Antibiotika dienen.
Philadelphia (U.S.A.). Immer mehr Bakterien entwickeln Resistenzen gegen die bekannten Antibiotika. Laut einer Studie der Weltgesundheitsorganisation (WHO) gehören Infektionen mit antibiotikaresistenten Bakterien deshalb inzwischen global zu den häufigsten Todesursachen. Die Medizin arbeitet deshalb seit Langem intensiv an der Entwicklung neuer Antibiotika und hat entdeckt, dass Naturstoffe, darunter das Protein Thanatin, das Insekten zur Bekämpfung von Infektionen nutzen, als Basis für neue Medikamente dienen können.
Nun haben Forscher der Perelman School of Medicine (Penn Med) entdeckt, dass auch Gifte von unterschiedlichen Tierarten als Grundlage für neue Antibiotika dienen können.
„Gifte sind evolutionäre Meisterwerke, doch ihr antimikrobielles Potenzial ist bisher kaum erforscht.“
Laut der Publikation im Fachmagazin Nature Communications haben die Forscher mit einer Künstlichen Intelligenz (KI) eine Datenbank mit über 40 Millionen giftigen Peptiden nach potenziellen Wirkstoffen durchsucht. Die umfassende Datenbank enthielt Gifte von Spinnen, Schlangen, Skorpionen, Meeresschnecken, Seeanemonen und Insekten.
„Damit können wir in nur wenigen Stunden eine riesige Menge chemischer Daten scannen und Peptide mit außergewöhnlichem Potenzial zur Bekämpfung der hartnäckigsten Krankheitserreger der Welt identifizieren.“
Innerhalb kurzer Zeit hat die KI 386 Peptide in der Datenbank entdeckt, deren molekulare Struktur darauf hindeutet, dass diese sich als Basis für neue Antibiotika eignet. Als Beispiel nennen die Forscher ein Peptid, das dank seiner positiv geladenen Oberfläche die Zerstörung von Bakterienmembranen erleichtern könnte.
Die Forscher haben anschließend 58 der 368 von der KI ausgewählten Giftpeptide im Labor hergestellt, um ihre Wirkung auf zehn Bakterien, die laut der WHO besonders gefährlich sind, zu untersuchen. 53 der 58 Peptide haben bei einer oder mehreren Bakterienarten die Membran zerstört und diese dadurch abgetötet, darunter auch multiresistente Staphylococcus aureus und Escherichia coli.
Die Giftdosis war so gering, dass zwar die Bakterien starben, aber rote Blutkörperchen (Erythrozyten) des Menschen nicht beschädigt wurden. Bei darauffolgenden Experimenten mit Mäusen haben die Peptide die Bakterien ebenfalls getötet, ohne den Tieren zu schaden. Die Wissenschaftler sind deshalb der Ansicht, dass die Toxine als Basis für neue Antibiotika für den Menschen dienen können.
Nature Communications, doi: 10.1038/s41467-025-60051-6
