INFEKTIONSKRANKHEITEN
&
KÜNSTLICHE INTELLIGENZ
Projektteam
„Digitale Zwillinge pathogener Bakterien“
Das Projekt „Ágnes – Digitale Zwillinge pathogener Bakterien“ ist eine Hommage an Professorin Ágnes Ullmann (1927–2019), eine Mikrobiologin am Institut Pasteur, die in den 1960er Jahren maßgeblich zum außergewöhnlichen Aufschwung der Molekularbiologie beigetragen hat.
Ziel des Projekts ist es, digitale Zwillinge pathogener Bakterien zu erstellen, um deren Verhalten vorherzusagen und so Infektionsgefahren besser bekämpfen zu können. Mithilfe künstlicher Intelligenz und multimodaler Modelle werden die Forscher die Funktionsweise der Bakterien simulieren, um deren Resistenz gegen Behandlungen und ihre Virulenz besser zu verstehen und innovative therapeutische Lösungen zu entwickeln.
Die Leistungsfähigkeit der künstlichen Intelligenz nutzen
In einer Zeit, in der die künstliche Intelligenz die Grenzen des Möglichen neu definiert – dank der Fortschritte bei großen Sprachmodellen und dem Aufkommen von Modellen, die mehrere Informationsebenen kombinieren können (sogenannte multimodale Modelle) – wird die Entwicklung eines Modells, das die Funktionsweise einer gesamten Zelle erfasst und mehrere Ebenen miteinander verbindet (von molekularen Informationen wie dem Genom bis hin zu funktionellen Merkmalen wie Mobilität, Antibiotikaresistenz, Virulenz usw.), zu einer realistischen Perspektive.
Vorhersage der Eigenschaften und des Verhaltens von Bakterien
Indem sie ihr Modell anhand riesiger Datensätze bakterieller Genomdaten trainieren, kombiniert mit experimentellen Daten aus ihren eigenen Labors, können die Forscher die Funktionsweise der für die Menschheit bedrohlichsten Bakterien simulieren, um deren Verhalten vorherzusagen und innovative Maßnahmen zur Bekämpfung von Infektionsgefahren für die öffentliche Gesundheit, wie beispielsweise Antibiotikaresistenzen, effektiv zu entwickeln.
Ein internationales Netzwerk aufbauen
Da sich die Forscher bewusst sind, dass ohne umfangreiche externe Kooperationen nichts erreicht werden kann, werden sie einen Kreis aus Experten, Wissenschaftlern und Unternehmern zusammenbringen, um die Grundzüge eines groß angelegten Kooperationsprojekts zu entwerfen.
Die Forscher haben sich zum Ziel gesetzt, multimodale Modelle der künstlichen Intelligenz zu entwickeln und In-silico-Experimente durchzuführen, um entscheidende Fragen zu beantworten:
Was passiert, wenn ein Bakterium auf ein bestimmtes Antibiotikum trifft?
Wie wirkt sich eine genetische Mutation auf seine Vermehrungsfähigkeit aus?
Was ist die Achillesferse eines neu auftretenden Krankheitserregers?
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Aus diesem Grund liegt die 5-Jahres-Überlebensrate dieser Patientinnen um etwa 20 bis 30 % unter der von Patientinnen, bei denen die Erkrankung zu einem anderen Zeitpunkt ihres Lebens diagnostiziert wurde.