COVID-19: nur ein Virus?

CORONA COVID-19
„Die Pandemie: ein Lehrstück für „Künstliche Intelligenz (KI)“

Es gilt zunächst, dass ein Virus definitionsgemäß kein Lebewesen ist, also kein in der DNA genetisch determiniertes biologisches Funktionssystem darstellt. Was wir aktuell mit der CORONA-Pandemie erleben, entspricht somit der Wirkung einer KI auf das menschliche Biosystem, denn ein Virus ist ein autark wirkender Informationsträger, der sich nur mithilfe eines intakten Biofunktionssystems vermehren kann. Die Protein-/bzw. die zusätzliche Lipidhülle ermöglicht den CORONA-Viren, sich an menschliche Zellen anzudocken, die (einsträngige) RNA einzuschleusen und sich mithilfe der im Biosystem befindlichen Substrate, Ribosomen und Enzyme zu vermehren.

Im Einzelnen: Nach der Freisetzung der Viren-RNA „hilft“ die Wirtszelle mit der Bildung einer virenspezifischen m-RNA, dass in den Ribosomen zusätzlich eine virenspezifische RNA-Polymerase synthetisiert wird, die dann Kopien der gesamten Virus-RNA herstellt. Da bei diesem Schritt die Wirtszelle nicht unterscheidet zwischen eigener und Virus-RNA, produzieren die Ribosomen zusätzlich virusspezifische Proteine. Die synthetisierte Viren-RNA und die entsprechenden Proteine bilden dann im endoplasmatischen Retikulum die Viren, die sich als Golgi-Vesikel abschnüren und aus der Wirtszelle ausgestoßen werden. Theoretisch entstehen somit absolut identische Kopien der ursprünglich eingeschleusten Viren bis auf die gelegentliche Situation, dass Proteine (genau genommen sind es die Aminosäuren) der Wirtszelle in einer reversen Transkription (H.M. Temin, S. Mizutani) die Nukleotidsequenz der Viren-RNA in der de-novo-Synthese verändern. Zusätzlich kann auch aus „normalen“ Transkriptionsfehlern eine Mutation erfolgen, was den veränderten Viren einen „erweiterten“ Zugang zu der nachfolgend infizierten Wirtszelle ermöglicht. Hier liegt übrigens das Problem, einen allgemein gültigen virenspezifischen Impfstoff zu finden

Zwischen diesem biologischen Geschehen und dem, was letztlich unter dem Begriff „Künstliche Intelligenz (KI)“ abläuft, gibt es offensichtlich Synergismen.

So wird bei der Nutzung der KI anhand vorgegebener Algorithmen in den Ablauf technischer Steuerungsprozesse eingegriffen, um das jeweilige Optimum zu erreichen. Aufwendiger wird dieser Prozess, wenn das zu steuernde System nicht nur eine Auswahl der zur Verfügung stehenden Algorithmen trifft, sondern diese an die jeweilige Situation dynamisch angepasst werden („fuzzy-logic“). Dieses kann im Weiteren dazu führen, dass das System selbst die eingesetzten Algorithmen verändert und sich der ursprünglich vorgesehenen Logik eines Funktionsablaufs entzieht. Hieraus kann sich in der Folge durchaus das Problem ergeben, dass ein Eingriff von außen nicht mehr erfolgen kann. Diesem möglichen Szenario ist man sich in der weiteren Entwicklung zum Einsatz der KI in lebensnotwendige Prozesse durchaus bewusst.
Genau diese nicht vorhersehbare Situation liegt auch in dem Gefährdungspotenzial von Viren: Es handelt sich hier um eine vagabundierende KI, die in das Biosystem unkontrollierbar eingreift.
Unkontrollierbar deswegen, als die allgemein übliche Symptomatik „Infektion → Krankheitsbild“ nicht mehr gilt, sondern andere Verläufe auftreten, wie dieses aktuell sich bei Infektionen mit COVID-19 darstellt.

Zudem gilt die Erkenntnis, dass die Zeitachse der Veränderungen viraler Eigenschaften (Mutation) durchaus kürzer sein kann als jene, die für die Entwicklung spezifisch wirkender Gegenmittel (Pharmaka, Impfstoffe) zur Verfügung steht. Die Folge ist dann durchaus, dass die Wirkung einer möglichen Immunität nach einer Erstinfektion schnell aufgehoben sein kann.
Die Möglichkeiten der Begrenzung einer Pandemie sind sehr schnell aufgezeigt, vor Allem aus der aktuellen Erkenntnis, dass beim COVID-19 die RNA länger ist als bisher bekannt bei dieser Virenart und die Mutationsmöglichkeiten mit der RNA-Länge erheblich zunehmen.
Wird die Ausbreitung der Viren nicht unterdrückt, kann es sehr schnell zu durchaus bedrohlichen Situationen kommen, die keineswegs beherrschbar sein dürften.

Ein –wie schon erwähnt- in der technischen Anwendung der KI durchaus bekanntes Gefahrenmoment.

Prof. Dr. Lebrecht von Klitzing
vonklitzing@umweltphysik.com
Mai 2020