Wiener Forscher:innen entwickeln KI-Modell, um neuartige, hochwirksame Desinfektionsmittel zu entwickeln

(09.05.2024) Derzeit gibt es nur wenige Erkenntnisse über die antivirale Aktivität ionischer Flüssigkeiten. Und das, obwohl diese Substanzklasse bereits sehr gute Erfolge als neuartige antimikrobielle Mittel zeigen.


Veterinärmedizinische Universität Wien

Forscher:innen der Veterinärmedizinischen Universität Wien haben nun gemeinsam mit der Universität Danzig (Polen) einen großen Sprung nach vorne gemacht. Sie entwickelten ein Vorhersagemodell auf Basis künstlicher Intelligenz (KI), mit dem sich potenziell wirksame Moleküle testen lassen.

Ionische Flüssigkeiten (Ionic Liquids; IL) sind eine Gruppe chemischer Verbindungen, die aufgrund ihrer potenziellen viruziden Wirkung ein breites Anwendungsspektrum finden könnten. 

Diese Substanzen sind eine neue chemische Klasse, welche sich durch eine Vielzahl von einzigartigen Eigenschaften auszeichnet und Probleme der existierenden Chemie – wie z.B. Resistenzentwicklung, Toxizität, Bioakkumulation und mangelnde biologische Abbaubarkeit – überwinden kann. 

Dazu Studien-Co-Autor Patrick Mikuni-Mester vom Klinischen Department für Nutztiere und Sicherheit von Lebensmittelsystemen: „Die Entwicklung von neuen Desinfektionsmitteln basierend auf Ionischen Flüssigkeiten zählt seit einigen Jahren zu unseren Forschungsschwerpunkten. Unser langfristiges Ziel ist es dabei, neue Wirkstoffe mit einer verbesserten Wirksamkeit sowie verbesserter biologischer Abbaubarkeit zu entwickeln.“

Komplexe computergestützte Analyse liefert klare Ergebnisse

Vor diesem Hintergrund führten die Forscher:innen in ihrer Studie eine komplexe computergestützte Analyse durch, um die antivirale Aktivität ionischer Flüssigkeiten gegen drei Surrogatviren, welche morphologische Ähnlichkeit mit humanmedizinisch relevanten Viren haben, vorherzusagen. Insgesamt führte das Wissenschaftsteam ein virtuelles Screening an 1277 theoretisch generierten ionischen Flüssigkeiten durch. 

Anschließend wählten sie zehn aktive ionische Flüssigkeiten aus, die synthetisiert wurden, um ihre Aktivität gegen die Viren zu überprüfen. Bei diesem Reality Check bewiesen die Berechnungsmethoden ihre Wirksamkeit und Effizienz, um die antivirale Aktivität von ionischen Flüssigkeiten korrekt vorherzusagen.

Machine learning: Weltweit erstes KI-Vorhersagemodell für Ionische Flüssigkeiten
Die Forscher:innen betonen, dass die vorliegende Arbeit einen großen Schritt zur Entwicklung neuer antiviraler Wirkstoffe darstellt. 

Schließlich sei es erstmals gelungen, ein Vorhersagemodell mittels künstlicher Intelligenz zu entwickeln, mit dem sich die Wirksamkeit von ionischen Flüssigkeiten gegen verschiedene Viren präzise vorhersagen lässt.

Dazu Studien-Co-Autorin Julia Sommer (Klinisches Department für Nutztiere und Sicherheit von Lebensmittelsystemen, Vetmeduni): „Dadurch können wir computerbasierte Screenings von theoretischen Molekülen durchführen, um effizient wirksame und sichere Desinfektionsmittel zu identifizieren.“ 

Zudem sind laut Sommer Computermodelle gegenüber experimentellen Studien mit Tieren deutlich kostengünstiger und weniger zeitaufwändig. Und sie ersparen durch den Verzicht auf Laborexperimente unnötiges Tierleid.

Publikation

Der Artikel „Hybrid Machine Learning and Experimental Studies of Antiviral Potential of Ionic Liquids against P100, MS2, and Phi6“ von Szymon Zdybel, Anita Sosnowska, Dominika Kowalska, Julia Sommer, Beate Conrady, Patrick Mester, Maciej Gromelski und Tomasz Puzyn wurde im „Journal of Chemical Information and Modelling“ veröffentlicht.



Weitere Meldungen

Der Knochen eines Höhlenlöwen auf der Fundoberfläche aus Notarchirico (Venosa, Italien).; Bildquelle: JQS

Ältester Nachweis von Höhlenlöwen in Südeuropa

Internationales Forschungsteam unter Beteiligung der Universität Tübingen identifiziert mehr als 600.000 Jahre alten Knochen der Großkatze aus der süditalienischen Fundstätte Notarchirico
Weiterlesen

Rothirsch; Bildquelle: Vendula Meißner-Hylanová

Projekt REDEMA für ein besseres Rothirsch-Management in den Nationalparks Sächsische und Böhmische Schweiz

Ein deutsch-tschechisches Forschungsteam hat ein gemeinsames Projekt gestartet, das den Einfluss des Rothirsches und anderer Huftiere auf die Regeneration des Waldes in den Nationalparks untersucht
Weiterlesen

Ein in der Studie verwendeter Blattextrakt vor der pharmakologischen Untersuchung an der Hochschule Neubrandenburg; Bildquelle: Elodie Freymann

Schimpansen nutzen Heilpflanzen gezielt zur Behandlung von Krankheiten und Verletzungen

Eine neue Studie unter Leitung der Hochschule Neubrandenburg und der Universität Oxford zeigt, dass wilde Schimpansen gezielt Pflanzen mit medizinischen Eigenschaften fressen, um sich selbst zu heilen
Weiterlesen

Leibniz-Institut für Ostseeforschung Warnemünde

Gefahr für Aquakulturen: Krankheitserregende Bakterien der Art Vibrio vulnificus lassen sich in der Ostsee über die Reduzierung von Algenblüten teilweise kontrollieren

Zu diesem Schluss kommen die Mikrobiologen David Riedinger und Matthias Labrenz vom Leibniz-Institut für Ostseeforschung Warnemünde (IOW) in einer ostseeweit angelegten Studie über Vibrio vulnificus
Weiterlesen

Kostenloses Equine Webinar: Deep into the Acqua-Walker

Kostenloses Equine Webinar: Deep into the Acqua-Walker

VAHL-Webinar (Pferde) mit Solange Mikail am 25. Juni 2024 um 16:30 Uhr CET (auf Englisch)
Weiterlesen

Als Reaktion auf einen unter Wasser abgespielten Ton weicht der Fisch aus, er kann also erkennen, aus welcher Richtung der Ton kommt; Bildquelle: Antonia Groneberg, Charité und Jonathan Anand

Wie Fische stereo hören können: Charité-Forschende lösen Rätsel des Richtungshörens unter Wasser

Woher ein Geräusch kommt, können Menschen unter Wasser nicht ausmachen. Schall ist dort rund fünfmal schneller als an Land
Weiterlesen

Nilgans; Bildquelle: Sven Klimpel/Senckenberg

Unterschätzte Gefahr: Schäden durch invasive Arten werden unterbewertet

In einer breit angelegten Befragung haben Forschende der Goethe-Universität und des Senckenberg Biodiversität und Klima Forschungszentrums in Frankfurt die Sichtweise und Wahrnehmung von Interessenvertreter*innen in Deutschland zum Thema invasive Arten untersucht
Weiterlesen

BroilerNet

BroilerNet präsentiert die Good-Practice-Champions der ersten Innovationsrunde

BroilerNet ist das erste europäische Netzwerkprojekt, das darauf abzielt, die Nachhaltigkeit und Widerstandsfähigkeit des Masthuhnsektors zu verbessern
Weiterlesen


Kurzmeldungen


Universitäten


Neuerscheinungen