Proteine sind essenzielle Bausteine des Lebens und spielen eine Schlüsselrolle in Zellstrukturen, Ernährung und Gesundheit sowie in der Wechselwirkung mit Medikamenten. Die jüngsten Fortschritte im Proteindesign, insbesondere durch den Einsatz von generativer Künstlicher Intelligenz (GenAI), versprechen eine neue Ära in der Wirkstoffforschung einzuläuten. GenAI ermöglicht die Gestaltung völlig neuer Proteine, die als Grundlage für innovative biologische Medikamente dienen können.
Zusätzlich haben moderne Bildgebungsverfahren wie die Kryo-Elektronenmikroskopie es Wissenschaftlern ermöglicht, die Struktur von Proteinen mit bisher unerreichter Präzision zu beobachten. An der EPFL wird diese Methode am Dubochet Center for Imaging weiterentwickelt und angewendet. So konnten Forschende beispielsweise untersuchen, wie das Spike-Protein des SARS-CoV-2 Omikron-Varianten mit menschlichen Zellrezeptoren interagiert, was Einblicke in die schnelle Verbreitung des Virus und seine Immunität gegenüber früheren Impfstoffen bietet.
Die EPFL plant nun die Gründung eines Konsortiums, das die Anwendung von GenAI und Deep Learning im Proteindesign weiter vorantreiben soll. Ziel ist es, die Entwicklung neuer biologischer Therapeutika zu beschleunigen und die Wirkstoffforschung auf eine neue Stufe zu heben. Durch die Kombination von KI-gestütztem Proteindesign und fortschrittlichen Bildgebungsverfahren könnten künftig effizientere und zielgerichtetere Medikamente entwickelt werden.