Antimikrobielle Resistenzen stellen eine der größten Herausforderungen der modernen Medizin dar. Am Institut für Medizinische Informatik der Universität Münster widmen wir uns in einem neuen interdisziplinären Forschungsprojekt der Entwicklung innovativer antimikrobieller Peptide (AMPs), um gezielt gegen multiresistente Erreger vorzugehen. Das Projekt wird von Prof. Dominik Heider wissenschaftlich geleitet und in enger Kooperation mit dem Institut für Medizinische Mikrobiologie unter der Leitung von Prof. Frieder Schaumburg durchgeführt.

Zentrales Ziel des Projekts ist die KI-gestützte Generierung neuartiger AMPs – kleiner Proteine des angeborenen Immunsystems mit gezielter antibakterieller Wirkung. Grundlage hierfür bildet die COMPASS-Datenbank, die weltweit größte Sammlung antimikrobieller Peptide. Darauf aufbauend wird das KI-Modell AmpGPT, entwickelt aus dem Protein-Sprachmodell ProtGPT2, weiter optimiert, um Peptide mit definierten Wirkmechanismen zu entwerfen.

„Die Förderung durch das Interdisziplinäre Zentrum für klinische Forschung (IZKF) ermöglicht den Einsatz moderner KI-Methoden zur Entwicklung antimikrobieller Peptide, die sowohl hochwirksam als auch gut verträglich und chemisch einfach herstellbar sind“, erläutert Prof. Heider. „Dies eröffnet neue Perspektiven im Kampf gegen multiresistente Erreger.“

Ein besonderer Fokus liegt auf dem gezielten Fine-Tuning des Modells, um Peptide mit optimierter Wirksamkeit, geringer Toxizität und verbesserter Löslichkeit zu entwickeln. Die experimentelle Validierung erfolgt in enger Abstimmung mit dem Institut für Medizinische Mikrobiologie, wo die entwickelten Kandidaten hinsichtlich ihrer antibakteriellen Aktivität geprüft werden.

„Die Zusammenarbeit mit dem Institut für Medizinische Mikrobiologie ist für den Erfolg des Projekts essenziell“, so Heider weiter. „Nur durch die enge Verzahnung von Bioinformatik, KI und experimenteller Mikrobiologie können wir neue therapeutische Ansätze effizient voranbringen.“

Langfristiges Ziel des Projekts ist die Etablierung einer neuen Generation antimikrobieller Wirkstoffe und die Schaffung zusätzlicher therapeutischer Optionen zur Bekämpfung resistenter Infektionen.