{"id":220761,"date":"2020-04-29T18:43:24","date_gmt":"2020-04-29T16:43:24","guid":{"rendered":"https:\/\/innovationorigins.com\/?p=220761"},"modified":"2020-04-29T18:43:24","modified_gmt":"2020-04-29T16:43:24","slug":"corona-impfstoff-suche-computer-wirkstoffe","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/de\/corona-impfstoff-suche-computer-wirkstoffe\/","title":{"rendered":"Suche nach Corona-Impfstoff: Computer screent virtuell Milliarden potenzieller Wirkstoffe"},"content":{"rendered":"

Fr\u00fchestens n\u00e4chstes Jahr sollte ein Impfstoff<\/strong> gegen das neuartige Coronavirus SARS-CoV-2<\/strong> zur Verf\u00fcgung stehen, hei\u00dft es Medizinerkreisen. Und das auch nur, wenn alles optimal l\u00e4uft, denn normalerweise dauert es vom Beginn der Entwicklung bis zur Zulassung eines Impfstoffs bis zu 15 Jahren. Ein gro\u00dfes Problem bei der Entwicklung neuer Wirkstoffe ist die Auswahl s\u00e4mtlicher zur Verf\u00fcgung stehender Stoffe, bis man die geeigneten identifizieren konnte. Deshalb ist dieser Prozess auch so langwierig und kann au\u00dferdem Milliarden Euro kosten.<\/p>\n

Einem internationalen Forscherteam der Freien Universit\u00e4t Berlin<\/a> und der Technischen Universit\u00e4t Berlin<\/a> ist es nun gelungen, eine Plattform zu entwickeln, die Milliarden potenzieller Wirkstoffe in k\u00fcrzester Zeit untersuchen kann. Jetzt haben die Wissenschaftler damit begonnen, mithilfe dieser Plattform nach m\u00f6glichen Wirkstoffen zu suchen, durch die die Coronavirus-Proteine blockiert werden k\u00f6nnten.<\/p>\n

Im Allgemeinen wird in der medizinischen Wirkstoffforschung nach einer Art Schl\u00fcssel-Schloss-Prinzip gearbeitet. Die sogenannten kleinen Molek\u00fcle (Schl\u00fcssel) passen in eine bestimmte Bindungsstelle (Schloss) des krankmachenden Proteins und schalten es so aus. Das Problem bei diesem Prinzip ist allerdings, dass es potentiell eine riesige Anzahl an mehr oder weniger gut passenden Schl\u00fcsseln (kleinen Molek\u00fclen) gibt, die Grundlage f\u00fcr einen neuen medizinischen Wirkstoff sein k\u00f6nnten und daher im Prinzip alle getestet werden m\u00fcssen. Mithilfe von Computersimulationen k\u00f6nnen diese aufw\u00e4ndigen Laborexperimente jedoch ersetzt und vor allem entscheidend beschleunigt werden.<\/p>\n

Computersimulation anstatt Laborexperimente<\/h3>\n

\u201eIn einer Computersimulation k\u00f6nnen wir die F\u00e4higkeit eines kleinen Molek\u00fcls, an ein krankmachendes Protein zu binden \u2013 auch \u201adocken\u2018 genannt \u2013 testen\u201c, erl\u00e4utert Christoph Gorgulla. Er promovierte an der FU Berlin und auf seiner Promotion beruhen die wesentlichen Ergebnisse der Ver\u00f6ffentlichung, die in der Fachzeitschrift Nature publiziert wurde. \u201eMacht man dies mit vielen kleinen Molek\u00fclen, nennen wir das virtuelles Screening. Diesen Ansatz gibt es bereits, allerdings konnte bisher routinem\u00e4\u00dfig nur eine relativ geringe Zahl von kleinen Molek\u00fclen in solchen virtuellen Screenings getestet werden.\u201c<\/p>\n

Deshalb habe man nach einer M\u00f6glichkeit gesucht, deutlich mehr kleine Molek\u00fcle virtuell zu screenen als bisher. \u201eUns interessierte dabei nicht nur die klassische Unterscheidung \u201apasst\u2018 oder \u201apasst nicht\u2018, sondern \u201apasst besser\u2018 und \u201apasst schlechter\u2018. Denn diese sogenannte Bindungsst\u00e4rke ist eine der wichtigsten Eigenschaften von Wirkstoffen\u201c, betont Gorgulla.<\/p>\n

Das Team erstellte daher eine der gr\u00f6\u00dften Molek\u00fclbibliotheken der Welt mit Docking-Molek\u00fclen, indem es die dreidimensionale Geometrie von mehr als 1,4 Milliarden kleinen Molek\u00fclen berechnete und in der Datenbank festhielt, die von Forscher rund um die Welt genutzt werden k\u00f6nnen. Dar\u00fcber hinaus entwickelte das Forschungsteam auch die Plattform \u201eVirtual Flow\u201c. Sie erm\u00f6glicht es, in kurzer Zeit Milliarden kleiner Molek\u00fclen parallel durch Computersimulationen auf ihre Bindungsf\u00e4higkeit an ein bestimmtes Protein zu testen.<\/p>\n

Supercomputer<\/h3>\n

\u201eAnstatt auf einem gew\u00f6hnlichen Computer l\u00e4uft \u201aVirtualFlow\u2018 auf Supercomputern, welche viele Tausend Prozessoren enthalten. Es funktioniert auch auf Clouds\u201c, so Dr. Konstantin Fackeldey, Privat-Dozent am Institut f\u00fcr Mathematik der TU Berlin. \u201eGetestet haben wir \u201aVirtualFlow\u2018 zum Beispiel auf der Cloud-Plattform von Google mit bis zu 160.000 Prozessoren.\u201c<\/p>\n

\u201eVirtual Flow\u201c ber\u00fccksichtige sogar eine zus\u00e4tzliche Komplexit\u00e4t, sagen die Wissenschaftler: \u201eProteine sind beweglich, so dass sich die spezifische, dreidimensionale Bindungsstelle der kleinen Molek\u00fcle an einem Protein unter bestimmten Bedingungen auch ver\u00e4ndern kann.\u201c Diese potenzielle Beweglichkeit der Bindungsstellen werde in der mathematischen Simulation ber\u00fccksichtigt.<\/p>\n

Unterst\u00fctzung bekommen die Berliner Forscher von Google. Das Unternehmen hat ihnen bereits zus\u00e4tzliche Mittel zur Verf\u00fcgung gestellt, um seine Cloud-Computing-Plattform zu nutzen und damit nach m\u00f6glichen Kandidaten f\u00fcr Wirkstoffe gegen das Coronavirus zu suchen. \u201eObwohl virtuelle Screenings sehr schnell sein k\u00f6nnen, erwarten wir nicht, dass dieser Ansatz kurzfristig zu einem zugelassenen Wirkstoff f\u00fchrt”, betont Konstantin Fackeldey. \u201eAber diese Screenings k\u00f6nnen die Suche nach potenziellen Wirkstoffen deutlich besser leiten. Letztlich sind f\u00fcr die Zulassung eines Medikamentes aber immer Laborexperimente und klinische Studien notwendig, welche relativ zeitaufw\u00e4ndig sind. \u201eVirtualFlow\u201c steht als freie Open-Source Plattform allen Wissenschaftlern weltweit zur Verf\u00fcgung.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Fr\u00fchestens n\u00e4chstes Jahr sollte ein Impfstoff gegen das neuartige Coronavirus SARS-CoV-2 zur Verf\u00fcgung stehen, hei\u00dft es Medizinerkreisen. Und das auch nur, wenn alles optimal l\u00e4uft, denn normalerweise dauert es vom Beginn der Entwicklung bis zur Zulassung eines Impfstoffs bis zu 15 Jahren. Ein gro\u00dfes Problem bei der Entwicklung neuer Wirkstoffe ist die Auswahl s\u00e4mtlicher zur […]<\/p>\n","protected":false},"author":1660,"featured_media":220758,"comment_status":"open","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"advgb_blocks_editor_width":"","advgb_blocks_columns_visual_guide":"","footnotes":""},"categories":[25213],"tags":[105571,101395,95341,41661,104809,105043],"location":[24328],"article_type":[],"serie":[],"archives":[],"internal_archives":[],"reboot-archive":[],"class_list":["post-220761","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-nachhaltigkeit-de","tag-corona-medikament-de","tag-coronavirus-de","tag-fu-berlin-de","tag-impfstoff-de","tag-sars-cov-2-de-de","tag-wirkstoff-de","location-deutschland"],"blocksy_meta":[],"acf":{"subtitle":"","text_display_homepage":false},"author_meta":{"display_name":"Petra Wiesmayer","author_link":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/author\/petra-wiesmayer\/"},"featured_img":null,"coauthors":[],"tax_additional":{"categories":{"linked":["Nachhaltigkeit<\/a>"],"unlinked":["Nachhaltigkeit<\/span>"]},"tags":{"linked":["Corona-Medikament<\/a>","Coronavirus<\/a>","FU Berlin<\/a>","Impfstoff<\/a>","SARS-CoV-2<\/a>","Wirkstoff<\/a>"],"unlinked":["Corona-Medikament<\/span>","Coronavirus<\/span>","FU Berlin<\/span>","Impfstoff<\/span>","SARS-CoV-2<\/span>","Wirkstoff<\/span>"]}},"comment_count":"0","relative_dates":{"created":"Posted 6 years ago","modified":"Updated 6 years ago"},"absolute_dates":{"created":"Posted on April 29, 2020","modified":"Updated on April 29, 2020"},"absolute_dates_time":{"created":"Posted on April 29, 2020 6:43 pm","modified":"Updated on April 29, 2020 6:43 pm"},"featured_img_caption":"","series_order":"","_links":{"self":[{"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/220761","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1660"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=220761"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/220761\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=220761"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=220761"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=220761"},{"taxonomy":"location","embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/location?post=220761"},{"taxonomy":"article_type","embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/article_type?post=220761"},{"taxonomy":"serie","embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/serie?post=220761"},{"taxonomy":"archives","embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/archives?post=220761"},{"taxonomy":"internal_archives","embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/internal_archives?post=220761"},{"taxonomy":"reboot-archive","embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/reboot-archive?post=220761"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}