Covid-19 Dresdner Forscher suchen Corona-Wirkstoff mit Hochgeschwindigkeit

22. Juli 2020, 13:41 Uhr

Sie erhoffen sich Erfolge in Rekordgeschwindigkeit: Mit einem selbst entwickelten Screening-Verfahren haben Forscher aus Dresden fünf Millionen Wirkstoffe gescannt und sind fündig geworden. Sie analysieren drei vielversprechende Proteinverbindungen, die SARS-CoV-2-Erreger blockieren könnten. In einem internationalen Wettbewerb wollen sie damit "Wirkstoffe identifizieren, die das Virus komplett ausschalten können".

von Katrin Tominski

So schön und so gefährlich: Das 3D-Modell zeigt das Coronavirus. Forscher suchen jetzt Wirkstoffe, die das Virus blockieren und seine Vemehrung verhindern. Bildrechte: imago images/Hollandse Hoogte

Wie findet man Medikamente gegen das Virus einer globalen Pandemie? Weil die Zeit drückt, möglichst schnell? Einfach die riesigen Datenbanken mit bereits zugelassenen Wirkstoffen auf ihre Eignung im Kampf gegen das Corona-Virus überprüfen. Das ist der Ansatz der europäischen Innovationsinitiative "Jedi", an der sich auch Forscher aus Dresden beteiligen.

Die Nadel im Heuhaufen mit Künstlicher Intelligenz aufspüren

Die Suche nach geeigneten Wirkstoffen gegen Corona gleicht der Suche nach der Nadel im Heuhaufen. Deswegen arbeitet das Dresdner "Biotec" mit seiner Bioinformatik-Gruppe und der eigenen Ausgründung PharmAI GmbH zusammen. Mit Hilfe von künstlicher Intelligenz und Hochleistungsrechnern durchsuchte das Forscherteam Datenbanken mit Millionen von möglichen Wirkstoffen. Mit diesem Screening-Verfahren "DiscoveryEngine" identifizierten die Wissenschaftler nach eigenen Angaben Substanzen, die "geeignete Strukturen besitzen, um gegen die Krankheit zu wirken". Mit anderen Worten: Die Computer haben Wirkstoffe für potenzielle Medikamente gegen Corona gefunden.

Hoffnung auf schnelle Therapie

Weil die Substanzen bereits zugelassen sind, erhoffen sich die Forscher einen schnellen therapeutischen Einsatz. "Wir sind froh, dass wir gute Wirkstoff-Kandidaten gefunden haben und der weltweiten Wissenschaftsgemeinschaft zur Verfügung stellen können – ganz im Sinne von Open Science", sagte Michael Schroeder vom Biotechnologischen Zentrum (Biotec) der TU Dresden. Das kollektive Wissen von Virologen, Molekularbiologen, und Bioinformatikern aus Dresden trage dazu bei, "dass heilende Medikamenten-Cocktails mit wenig Nebenwirkungen zügig gefunden werden."

Das Virus ist ohne Zellen machtlos: Zellen produzieren Proteine - auch das Virus kann dort seine Proteine herstellen, um sich zu vermehren. Dresdner Forscher haben jetzt Eiweißverbindungen gefunden, die Corona-Proteine blockieren und somit die Vermehrung der Viren verhindern würden. Bildrechte: imago images/Science Photo Library

Fünf Millionen Substanzen in einer Woche

"In nur einer Woche haben wir fünf Millionen Substanzen gescreent", erklärte Joachim Haupt, Geschäftsführer von PharmAI und ehemaliger wissenschaftlicher Mitarbeiter am "Biotec". "Herkömmliche Methoden bräuchten bei nur einer Minute pro Substanz zirka zehn Jahre Rechenzeit für die Aufgabe." Die Trefferquote sei zudem deutlich höher als bei üblichen Screening-Verfahren. "Diese Schnelligkeit und Zielgerichtetheit sind genau das, was im Kampf gegen Covid-19 gefragt ist.“ Das Screening-Verfahren "DiscoveryEngine" ist am Dresdner Biotechnologischem Zentrum entwickelt worden und arbeitet mit Hochleistungskapazitäten. Es war die Grundlage für die Ausgründung der Firma PharmAI GmbH.

Internationaler Wettbewerb zum Aufspüren eines Corona-Wirkstoffs

Mit den potenziellen Wirkstoffen beteiligen sich die Dresdner Forscher an dem internationalen Wettbewerb der europäischen Innovationsinitiative "Jedi" . Sie will Wissenschaftler aus ganz Europa animieren, mit Hochleistungsrechnern ein Medikament gegen Corona zu finden. Ziel sei den Angaben zufolge, dass eine Milliarde Moleküle pro Tag auf ihre Wirksamkeit getestet werden können. Dafür dienen unter anderem 3D-Simulationen. Bislang schafften Projekte gerade einmal 18.000 Moleküle. Bis zu drei Millionen Euro Preisgeld stellt die Initiative "Jedi"  Forschern in Aussicht, "die bei der Suche nach einem Wirkstoff gegen das Coronavirus entscheidend vorankommen".

Wirkstoffe und Medikamente Wirkstoffe oder auch Arzneistoffe sind die Bestandteile eines Arzneimittels, die für die Wirkung dessen verantwortlich sind. Meist werden sie in Kombination zu pharmazeutischen Hilfsstoffen zu einem Arzneimittel verarbeitet.

Arzneimittelkombinationen mit Hochdurchsatz-Virentests

Doch was heißt vorankommen? Nach der weiteren Analyse der potenziellen Wirkstoffe sollen unter anderen mit Hochdurchsatz-Virentests mögliche Arzneimittelkombinationen gefunden werden. Ziel sei immer "die geringste toxische Wirkung und so gut wie keine Nebenwirkungen". Sei dies gelungen, könnte schon bald in klinischen Tests geprüft werden, welche Medikamente Covid-19-Patienten heilen können, sagte Schroeder aus Dresden. "Dann wäre die Suche nach der Nadel im Heuhaufen in Rekordgeschwindigkeit in nur wenigen Monaten erfolgreich gewesen. Wie fiebern den Ergebnissen entgegen."

Das Biotechnologische Zentrum (BIOTEC)  in Dresden Das Biotechnologische Zentrum (BIOTEC) verbindet zellbiologische, biophysikalische und bioinformatische Ansätze miteinander. Forschungsschwerpunkt ist das "Molecular Bioengineering".  Das "Biotec" wurde im Jahr 2000 als zentrale wissenschaftliche Einrichtung der TU Dresden mit dem Ziel gegründet, modernste Forschungsansätze in der Molekular- und Zellbiologie mit den in Dresden traditionell starken Ingenieurswissenschaften zu verbinden. Seit 2016 ist das BIOTEC eines von drei Instituten der zentralen wissenschaftlichen Einrichtung Center for Molecular and Cellular Bioengineering (CMCB) der TU Dresden.