GATC Health entwickelt mit KI-Plattform Opioid-Wirkstoff GATC-1021

Opioidabhängigkeit wird bisher überwiegend mit Substitutionsmitteln wie Buprenorphin oder Methadon behandelt – Ansätzen, die ein Opioid einsetzen, um ein anderes auszuschleichen. GATC Health wollte nach eigenen Angaben weder diesen Weg gehen noch auf Psychedelika zurückgreifen, die ebenfalls in der Forschung diskutiert werden. Stattdessen sollte GATC-1021 die biologische Grundlage der Abhängigkeit adressieren. Der gesellschaftliche Kontext ist in West Virginia besonders ausgeprägt: Die Region gehört zu den am stärksten von der Opioidkrise betroffenen Gebieten der USA.

Parallel dazu ist die konventionelle Wirkstoffentwicklung ressourcenintensiv. Präklinische Kosten werden branchenweit auf 15 bis 100 Millionen US-Dollar geschätzt; der Weg von der Entdeckung bis zur FDA-Einreichung dauert typischerweise rund zwölf Jahre.

GATC Health entwickelt GATC-1021 an seinem Labor im WVU Innovation Corp. in Morgantown. Leitende Wissenschaftlerin Alexa Martin begann 2023 mit der computergestützten Arbeit als erste Chemikerin des Standorts. Das Unternehmen analysierte über die Operon-Plattform Hirngewebe von 20.000 verstorbenen Fentanylabhängigen, die ihre Gehirne der Wissenschaft gespendet hatten. Aus dieser Analyse wurde eine Biomarker-Signatur identifiziert, die zur Entwicklung eines Wirkstoffs führte, der auf serotoninerge Signalwege zielt, die mit Sucht in Verbindung stehen.

Die vorklinischen Tierstudien wurden von Christie Fowler, Professorin an der University of California Irvine, durchgeführt. Ratten mit implantiertem Katheter konnten per Hebeldrücken Fentanyl intravenös applizieren. Über den Testzeitraum sank die Zahl der Fentanyl-Infusionen, ohne dass negative Verhaltenseffekte oder physische Nebenwirkungen beobachtet wurden. GATC-1021 erhöhte zudem Marker für Neuroplastizität. Die Ergebnisse wurden in den Proceedings of the National Academy of Sciences veröffentlicht.

Als nächsten Schritt verfolgt das Unternehmen nach Angaben von Chief Business Officer Tyrone Lam eine Investigational New Drug (IND)-Zulassung bei der FDA mit dem Ziel, Humanstudien aufzunehmen.

Die Operon-Plattform setzt auf In-silico-Modelle zur Simulation menschlicher Physiologie und Biochemie sowie auf einen Multi-Omics-Ansatz. Laut CTO Jayson Uffens koordiniert das System „Hunderte von KI-Modellen", die jeweils unterschiedliche Fragestellungen mit verschiedenen Architekturen bearbeiten. Das Ziel ist, Sicherheit, Wirksamkeit und Off-Target-Effekte vorherzusagen, bevor Laborarbeit beginnt.

Bei GATC-1021 identifizierte Operon zwei Zielrezeptoren: den Serotonin-2A- und den Serotonin-6-Rezeptor. Fowler hob hervor, dass die gleichzeitige Adressierung zweier Rezeptoren mit differenzierten Aktivierungsgraden einen nuancierteren Ansatz darstellt als die in der Pharmakologie übliche Fokussierung auf einen einzelnen Rezeptor. Es wurden zwei Verbindungen getestet; GATC-1021 erwies sich als die wirksamere.

GATC entwickelt zusätzlich das Tool „Derisq", einen KI-gestützten Analysebericht für Wirkstoffkandidaten, der Sicherheits- und Wirksamkeitsrisiken früh ausweist. Dieses Tool bildet auch die Grundlage eines klinischen Versicherungsprodukts, das im Lloyd's-of-London-Rahmen durch Medical and Commercial International (MCI) gezeichnet wird.

Laut Unternehmensangaben dauerte die Entwicklung bis zur Rattensstudie rund 2,5 Jahre – verglichen mit den branchenüblichen zwölf Jahren bis zur FDA-Einreichung. Uffens gibt an, dass Operon drei bis fünf optimierte Verbindungen innerhalb von sechs Monaten liefern kann, während herkömmliche High-Throughput-Screening-Methoden bis zu 48 Monate beanspruchen.

In den Tierstudien zeigte GATC-1021 eine messbare Reduktion des Fentanylkonsums sowie erhöhte Neuroplastizitätsmarker, ohne beobachtbare Nebenwirkungen auf Verhalten oder Physiologie. Die Ergebnisse sind peer-reviewed in PNAS publiziert.

GATC Health entstand offiziell 2020 aus einer Genetik-Interpretationsplattform. Der Einstieg in die Wirkstoffforschung ergab sich laut Uffens aus der Arbeit mit Daten eines gescheiterten Pharmakonzernprogramms zur Suchtforschung, bei dem GATC nicht nur Biomarker validieren, sondern auch therapeutische Zielstrukturen identifizieren konnte.

Fowler, die die Tierstudien durchführte, sieht mögliche Breitenwirkung: Da ähnliche Mechanismen auch bei anderen Substanzen wie Kokain und Nikotin eine Rolle spielen, könnte GATC-1021 potenziell auf weitere Abhängigkeitserkrankungen anwendbar sein. Sie ist nach eigenen Angaben an den weiteren Entwicklungsschritten nicht beteiligt.

Der nächste strategische Meilenstein laut Uffens sind „Wins in humans" – nachgewiesene Erfolge in klinischen Studien, sowohl für direkte Kooperationspartner als auch für das Versicherungsgeschäft.