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Auf der Jagd nach neuen Behandlungsmöglichkeiten gegen das Coronavirus

Software zur Medikamentensuche: Systemmedizin und Künstliche Intelligenz zur Datenanalyse

Julia Matschinske, TUM

Ein Forschungsteam des Lehrstuhls für Experimentelle Bioinformatik (ExBio) entwickelt die Online-Datenanalyse Plattform CoVex (Corona-Virus-Explorer).

28.04.2020: Aktuell beherrscht die Corona-Pandemie das gesamte gesellschaftliche Leben. Mit Hochdruck wird daran gearbeitet, den mehr als hunderttausend schwer erkrankten Menschen in den Krankenhäusern besser helfen zu können. Ein vielversprechender Ansatz, die aktuellen Behandlungsweisen zu erweitern, ist es, bereits bestehende und zugelassene Medikamente zur Bekämpfung des Virus einzusetzen. Diesen verfolgt eine Forschungsgruppe der Technischen Universität München (TUM) am Campus Weihenstephan.

Um herauszufinden, welche bestehenden Medikamente sich zur Behandlung von Covid-19 eignen könnten, arbeiten zahlreiche Forschungsgruppen aus der ganzen Welt an systemmedizinischen Ansätzen. Ein Forschungsteam des Lehrstuhls für Experimentelle Bioinformatik (ExBio) am Wissenschaftszentrum Weihenstephan der Technischen Universität München (TUM) hat nun die erste Online-Datenanalyseplattform für diesen Zweck entwickelt. 

Systemmedizin und Künstliche Intelligenz zur Datenanalyse

Der sogenannten Coronavirus Explorer (CoVex) integriert die Virus-Mensch-Interaktionsdaten für SARS-CoV-2 und SARS-CoV. CoVex soll dabei helfen, ein umfassendes Verständnis der Infektionsmechanismen zu ermöglichen und konzentriert sich dabei nicht nur auf das Virus und seine direkten Interaktionspartner, sondern bezieht insbesondere das Wirts-Protein-Interaktionsnetzwerk mit ein.

„Das Ziel von CoVex ist es, Daten besser und auch für nicht-Informatiker, wie Virologen, zugänglich und mit Hilfe von Künstlicher Intelligenz analysierbar zu machen. Für unseren systemmedizinischen Ansatz dient das Virus-Wirt-Interaktom von SARS-CoV-2 als Grundlage“, erklärt Prof. Jan Baumbach, Professor für Experimentelle Bioinformatik an der TUM. 

Geeignete bestehende Medikamente zur Behandlung von Covid-19 identifizieren

„Speziell sollen Kandidaten für die Wiederverwendung von bekannten Wirkstoffen mit CoVex ermittelt werden. Und zwar solche, die sich nicht – wie die meisten bisherigen Medikamente – direkt gegen Proteine des Virus richten, sondern gegen Interaktionspartner in menschlichen Zellen. Damit fällt es dem Virus schwerer, durch Mutationen des eigenen Genoms der Behandlung zu entkommen. Das kann bei möglichen zukünftigen Wellen und Epidemien von großer Bedeutung sein“, so Baumbach. 

„Unser netzwerkbasierter Ansatz kann die Identifizierung potenzieller Arzneimittel für die Behandlung von COVID-19 ganz erheblich beschleunigen“, freut sich Prof. Baumbach. 

Datenanalysetool CoVex ist nutzbar für die Öffentlichkeit

CoVex steht deshalb sowohl biologischen, medizinischen und computergestützten Forschern als auch der breiten Öffentlichkeit zur Verfügung. Benutzer können unter exbio.wzw.tum.de/covex/ bereits die neuesten verfügbaren Molekular-Daten zu SARS-CoV-2 einsehen und systemmedizinische Analysen durchführen.

Prof. Baumbach betont jedoch, dass es sich bei CoVex um eine Methode zur Vorhersage von möglichen zukünftige Medikamenten für COVID-19 handelt, welche noch keine tiefere präklinische oder klinische Validierung erfahren haben. 

„Unter normalen Umständen wären wir zu diesem Zeitpunkt nicht mit CoVex an die Öffentlichkeit gegangen, aber da die Hauptfunktionalität implementiert ist, glauben wir, dass diese erste Version bereits für viele Forscher extrem nützlich ist“, so der Lehrstuhlinhaber. 

In den kommenden Wochen soll CoVex laufend aktualisiert werden, zum Beispiel indem das Forscherteam die neusten experimentellen Daten für SARS-CoV-2 einbezieht und neue Funktionalitäten implementiert. Weiterhin werden vorhergesagte Kandidaten für neue COVID-19-Medikamente präklinisch getestet und untersucht.

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