Antiviral aktive Substanzen mit breitem Wirkspektrum entdeckt

Ein Forschungsteam unter Beteiligung des DZIF hat zwei breit wirksame antivirale Wirkstoffkandidaten identifiziert. Die Studie zeigt, wie eine Kombination aus computergestützter Modellierung und Validierung im Labor dabei helfen kann, schneller neue Medikamente gegen Viren zu entwickeln. Mithilfe von Computersimulationen wurde gezielt nach Stoffwechselprozessen gesucht, die Viren zur Vermehrung benötigen, für die Zelle selbst jedoch nicht lebenswichtig sind. Mit dieser Methode konnte das Team zwei Wirkstoffe identifizieren, die in ersten Labortests erfolgreich verschiedene Viren bekämpften. Die Studie wurde kürzlich in der Fachzeitschrift Communications Biology veröffentlicht.

Die COVID-19-Pandemie hat verdeutlicht, wie dringend antivirale Medikamente mit breitem Wirkspektrum benötigt werden – sowohl zur Behandlung aktueller Infektionen als auch zur Vorsorge gegen mögliche neue Erreger mit pandemischem Potenzial. Ein interdisziplinäres Forschungsteam aus Bioinformatiker:innen, Systembiolog:innen und Virolog:innen hat nun ein vielversprechendes Verfahren entwickelt, das computerbasierte Modellierung und experimentelle Überprüfung kombiniert. Dadurch beschleunigt dieses Verfahren die zeitaufwändige Identifizierung und Entwicklung antiviraler Wirkstoffe, was einen wichtigen Beitrag bei zukünftigen Pandemien leisten kann.

Aufspüren potenzieller Ziele für antivirale Therapien

Anhand von Daten aus virusinfizierten Geweben entwickelte das internationale Team Computermodelle, die den komplexen Stoffwechsel von Zellen abbilden. In diesen gewebespezifischen Modellen simulierte das Team anschließend die Vermehrung verschiedener RNA-Viren, die aufgrund ihres Pandemiepotenzials von besonderer Bedeutung sind. Durch die Modellierung wurden Prozesse im Zellstoffwechsel sichtbar, die die Viren für ihre Vermehrung benötigen, für das Überleben der Zelle jedoch nicht entscheidend sind.

„Mit diesen Modellen haben wir gezielt Stoffwechselwege vorausgesagt, die für die Virusvermehrung essenziell sind und somit potenzielle Angriffspunkte für antivirale Therapien darstellen“, erklärt Prof. Dr. Andreas Dräger von der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg, der bis Anfang dieses Jahres als DZIF-Wissenschaftler am Institut für Bioinformatik und Medizinische Informatik der Universität Tübingen forschte.

„Anschließend suchten wir in bestehenden Wirkstoffdatenbanken nach Substanzen, die genau diese Stoffwechselprozesse hemmen“, so Alina Renz, Erstautorin der Studie. Da die meisten Viren ähnliche Grundbedürfnisse bei der Vermehrung haben, vermutete das internationale Forschungsteam aus Deutschland, Frankreich, Italien, Griechenland und Australien, dass sich mit dieser Strategie verschiedenste Viren blockieren lassen… .

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