Ein Meilenstein in der Bekämpfung resistenter Bakterien oder in der Gefährdung von Menschen?
Weltweit nimmt die Resistenz gegen Antibiotika stetig zu. Als Konsequenz wird es schwieriger, bestimmte bakterielle Infektionskrankheiten wirksam zu bekämpfen, die Zahl der Toten, die verstorben sind, weil sie nicht auf Antibiotika angesprochen haben, nimmt zu. Schätzungen der WHO gehen von rund einer Dreiviertel Million Toten pro Jahr aus, Tendenz steigend.
Dazu:
Aslam, Bilal, Muhammad Imran Arshad, Muhammad Aamir Aslam, Saima Muzammil, Abu Baker Siddique, Nafeesa Yasmeen, Mohsin Khurshid et al. (2021). Bacteriophage proteome: insights and potentials of an alternate to antibiotics. Infectious Diseases and Therapy 10(3): 1171-1193.
Ling, Hao, Xinyu Lou, Qiuhua Luo, Zhonggui He, Mengchi Sun, and Jin Sun (2022). Recent advances in bacteriophage-based therapeutics: Insight into the post-antibiotic era. Acta Pharmaceutica Sinica B 12(12): 4348-4364.
Im Kampf gegen Bakterien, die sich als resistent gegen Antibiotika erweisen, eine zunehmende Zahl, setzen viele Forscher ihre Hoffnung auf Bakteriophagen:
Bakteriophagen (BPs) sind Viren, die bakterielle Wirte befallen können. Sie weisen in der Regel die typischen Merkmale von Viren auf und benötigen Wirte, um sich zu vermehren. BPs sind klein (50–200 nm) und übertragen genetische Anweisungen, einen Bauplan für eine effektive und schnelle Vermehrung. Besser noch: BPs sind bei ihrem Wirt wählerisch, meist spezifisch und auf einen bestimmten bakteriellen Wirt spezialisiert. Eine einzelne BP kann mehrere verschiedene Arten innerhalb einer Gattung und viele oder die meisten Stämme innerhalb einer Art infizieren. Nichts wäre perfekt, ohne die entsprechenden Ausnahmen: Manche BPs infizieren Bakterien aus verschiedenen Gattungen. Vorrausetzung dafür ist allerdings eine phylogenetisch Verwandtschaft zwischen Bakteriophage und Bakterium. Die Präferenz einer BP bestimmt die Möglichkeiten, die BP als Abwehr gegen Bakterien einzusetzen. D.h. bislang war es notwendig, die passenden Bakteriophagen zur Bekämpfungen spezifischer Bakterien zu suchen und nach Möglichkeit zu finden, um erfolgreiche Therapien konzipieren zu können.
Neue Forschung revolutioniert die Therapie mt Bakteriophagen:
King, Samuel H., Claudia L. Driscoll, David B. Li, Daniel Guo, Aditi T. Merchant, Garyk Brixi, Max E. Wilkinson, and Brian L. Hie. (2026). Generative design of novel bacteriophages with genome language models. Science 393(6811).
Kurz zusammengefasst haben King et al. (2026) ein LLM [Large Language Model = KI] auf Basis von Millionen natürlicher Genome trainiert (Phagengenome, die auf Mikroviridae “ΦX174-ähnliche Sequenzen” ausgerichtet waren). Ihr Ziel bestand darin, mit der KI neue Viren zu bauen, kleine Bakteriophagen, die in der Lage waren, die Resistenz von E-Coli gegen natürliche ΦX174 Phagen zu überwinden. Die KI hat tausende neue Viren “geschaffen”, die Autoren haben daraus 300 ausgewählt und synthetisiert, darunter waren 16 neue Bakteriophagen, die in der Lage waren, die Resistenz von E-Coli zu überwinden und das Bakterium zu zerstören. Die Arbeit, gestern in Science veröffentlicht, wird derzeit als Meilenstein in der Entwicklung von Bakeriophagen zur Bekämpfung bakteriell verursachter Infektionskrankheiten gefeiert.
Etwas zum Verständnis:
Microviridae sind kleine Viren, die Bakterien infizieren (Bakteriophagen). Sie bestehen aus einzelstängiger DNA (ssDNA) und in der Regal aus 4,4 bis 6,1 kb (also bis zu 6.100 Basen / Nukleotiden). Enterobakterien (z. B. E. coli), und andere Bakterien sind natürliche Wirte der Bakteriophagen, die man in zwei Gruppen einteilen kann: Bullavirinae, dazu gehören die ΦX174-ähnlichen Phagen, die Enterobakterien infizieren und Gokushovirinae (intrazelluläre Bakterien wie Chlamydia, Bdellovibrio oder Spiroplasma). ΦX174 ist der bekannteste und am besten untersuchte Vertreter der Microviridae, er besteht aus 5.386 Nukleotiden die zirkulär angeordnet sind, beherbergt 11 Gene und infiziert vor allem Escherichia coli C über Lipopolysaccharid-Rezeptoren.
King et al. (2026) haben somit den ersten Nachweis für die Möglichkeit, neue Viren zu schaffen, die gezielt eingesetzt werden können, um antibiotika-resistente Bakterien zu bekämpfen, geliefert. Aber natürlich hat das Ganze auch eine “dark side”. Wenn man älter wird, sind die Möglichkeiten zum Missbrauch neuer Technologien das erste, was einem in den Sinn kommt und das Potential für Missbrauch der neuen Technologie ist so offensichtlich, dass man es gar nicht benennen muss und man muss kein Hellseher sein um zu wissen, dass bereits Geheimdienste und andere Akteure, die nur “unser Bestes” wollen, daran arbeiten, LLMs zu nutzen, um neue Viren zu basteln, gegen die bislang kein Kraut gewachsen ist.
Nicht, dass das unbedingt notwendig wäre: SARS-CoV-2, ein Laborprodukt aus Wuhan, im dortigen Wuhan Institute of Virology entwickelt, belegt, dass es auch ohne KI (LLMs) geht, aber mit LLMs ist die große Welt der destruktiven Viren leichter zu erschließen und schneller zu überblicken als ohne.
Wie heißt es doch so schön: Die nächste Pandemie kommt bestimmt.