Künstliche neuronale Netze erlauben es schon jetzt, hochkomplexe dreidimensionale Molekülstrukturen detailgetreu am Computer zu entwerfen. Davon könnten künftig auch Menschen mit Rheuma profitieren.
Medizin wird molekularer, gerade in der Rheumatologie. Das Verständnis der molekularpathologischen Grundlagen ist der Schlüssel zu neuen Therapieansätzen. Einen passenden Wirkstoff zu entwickeln, der spezifisch an der gewünschten Zielstruktur andockt, ist zeit- und kostenintensiv.
Professor Jens Meiler, der Leiter des 2020 neugegründeten Instituts für Wirkstoffentwicklung an der Universität Leipzig geht davon aus, dass sich dadurch grundsätzlich verändern wird, wie Mediziner Krankheiten angehen. „Wir sitzen hier in fünf Jahren und reden über ganz andere Themen“, prophezeite er bei der Eröffnungsveranstaltung zum deutschen Rheumatologie-Kongress 2023. Stichworte: Präzisions- und personalisierte Medizin.
Wenn man die Molekülgröße realistisch für Medikamente begrenze, gebe es theoretisch immer noch 1060 mögliche Strukturen für therapeutische Wirkstoffe, so der Chemiker und Strukturbiologe. „Das sind mehr als Atome im Universum.“ Zu viele, um Chemiker im Labor mit der Synthese zu beauftragen. Und auch nicht nötig. Denn es gebe Firmen mit virtuellen Bibliotheken mit rund 40 Milliarden potenziellen Wirkstoffen.
Und hier kommen neuronale Netzwerke ins Spiel. AlphaFold kann die Proteinkonformation anhand der Aminosäuresequenz mit hoher Treffsicherheit errechnen. In kürzester Zeit. Selbst wenn dem Netzwerk das Protein bis dato nicht bekannt war. So hat Meiler mit seinem zehnköpfigen Team acht Jahre gebraucht, um die dreidimensionale Faltung von Caveolin-1 zu ermitteln. Es handelt sich um ein membranständiges Protein auf der Oberfläche verschiedener Zellen.
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