Neun von zehn neu entwickelten Medikamenten, die bereits in klinischen Studien erprobt werden, reüssieren nicht – häufig aufgrund unvertretbarer Nebenwirkungen. Um dieses Problem anzugehen, hat das Grazer Bioinformatik-Unternehmen Innophore zusammen mit dem Technologiekonzern Nvidia eine KI entwickelt, die frühzeitig potenzielle Nebenwirkungen von Arzneimitteln erkennt.
Proteine spielen eine entscheidende Rolle für Gesundheit und Krankheit. Das Wissen über ihre Struktur auf molekularer Ebene ebnet neue Wege für die Arzneimittelentwicklung. Mithilfe von Künstlicher Intelligenz soll es nun leichter werden, die Proteinstrukturen im Detail zu untersuchen, potenzielle Wirkstoffziele präziser zu identifizieren und Proteinfunktionen und -interaktionen vorherzusagen.
Die beiden Unternehmen haben nun einen Datensatz vorgelegt, der 3D-Modelle von mehr als 40.000 menschlichen Proteinstrukturen umfasst. Diese wurden mit drei KI-gestützten Strukturvorhersagetools erstellt.
“Dieser Datensatz ist der umfassendste derzeit weltweit verfügbare Strukturdatensatz über den menschlichen Organismus. Er wird Anwendungen wie strukturbasiertes Wirkstoffdesign und die Vorhersage von Proteinfunktionen und -interaktionen erheblich erleichtern”, erklärte Christian C. Gruber, CEO von Innophore und Wissenschaftler an der Universität Graz.
Forscher können diesen Datensatz verwenden, um KI-Modelle für verschiedene Aufgaben im Zusammenhang mit der Struktur und Funktion von Proteinen zu trainieren, was wiederum für das Design neuartiger Proteine hilfreich wäre. “Die Zusammenarbeit hat zu mehr als einer halben Million charakterisierter potenzieller Bindungsstellen für Medikamente geführt”, betonte David Ruau von Nvidia.
Das KI-Werkzeug wurde bereits in eine von Innophore entwickelte, automatisierte Pipeline für die Arzneimittelforschung integriert. Diese ermöglicht beispielsweise das Screening von Nebenwirkungen von Pharmazeutika. Das Tool wird bereits von einem Pharmakonzern in den USA zur Arzneimittelentwicklung eingesetzt.
Innophore, mit Sitz in Graz und San Francisco (Kalifornien), wurde 2017 als Spin-off des acib und der Universität Graz gegründet und spezialisiert sich auf die Bereiche digitale Wirkstoffforschung und Enzymsuche unter Verwendung von 3D-Punktwolken, KI und Deep Learning.
APAMED