Supercomputer screenen Moleküle

Supercomputing-Ressourcen nutzen und sie mit lebenswissenschaftlichen Forschungslaboren verbinden, um Pandemien schneller und effizienter zu begegnen – das ist das Ziel der Plattform EXSCALATE. In einem EU-Projekt dehnen die Wissenschaftler ihr Vorhaben auch auf SARS-CoV-2 aus. Sie wollen Wirkstoffe gegen das Virus identifizieren.

Das Institut für Neurowissenschaften und Medizin, Computational Biomedicine am Forschungszentrum Jülich verwendet gemeinsam mit mehreren Kooperationspartnern im EU-Projekt EXSCALATE4CoV die Rechenpower von Supercomputern, unter anderem die des Jülich Supercomputing Centre, um Medikamente gegen die Proteine zu suchen, die für das Coronavirus überlebenswichtig sind. Mithilfe virtueller Screenings, also systematischer Tests in Kombination mit biochemischen und phänotypischen Hochdurchsatz-Screenings, können innerhalb weniger Wochen Milliarden von Molekülen gegen ausgewählte Ziele evaluiert werden.

Der gesamte Prozess ermöglicht die schnelle Identifizierung aktiver und sicherer Moleküle, die in Tiermodellen und klinischen Studien getestet werden. „Bisher haben wir rund 10.000 Moleküle gescreent, die aus ausgewählten Bibliotheken unserer Kooperationspartner sowie aus unserer Initiative „Drug-Box“ stammen. Wir haben auch öffentlich zugängliche Bibliotheken und diejenigen von verschiedenen Pharmaunternehmen, beispielsweise fünf Millionen Moleküle von Merck, gescannt. Abhängig von den verschiedenen beteiligten Supercomputern können wir 200 bis 2.000 Moleküle pro Computerknoten pro Sekunde verarbeiten“, erklärt Giulia Rosetti, die eine Juniorprofessur für Computerbasierte Molekulare Wissenschaft am Forschungszentrum Jülich innehat. Aus den experimentellen Tests hat sich mindestens ein Kandidat herauskristallisiert, der gegen SARS-CoV-2-Virus eingesetzt werden könnte. „Das Mittel Raloxifen erwies sich in unseren Tests als „aktiv". Demnächst wird es der klinischen Prüfung unterzogen“, sagt Giulia Rosetti. Es werden aber auch polypharmakologische Ansätze verfolgt, bei denen die Kombination von Raloxifen mit anderen Arzneimitteln untersucht wird, um eine zielgenaue Therapie gegen das Virus zu etablieren.

Sonderseite SARS-CoV-2

Der lange Weg zu wirksamen Medikamenten

 

Autorin: Ines Landschek

Hintergrund

Die Europäische Kommission hatte im Frühjahr 2020 kurzfristig die Förderung von 17 neuen Projekten bekanntgegeben, die insgesamt 47,5 Millionen Euro erhalten sollen, um zur Bekämpfung der Coronavirus-Pandemie beizutragen. Alle sind international ausgerichtet und befassen sich mit Monitoring, Testverfahren, Behandlungsmethoden und Impfstoffentwicklung. EXSCALATE4CoV ist eines davon; das Projekt erhält knapp 3 Millionen Euro und läuft noch bis Ende September 2021. Daran sind 18 Partnereinrichtungen beteiligt.

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