Direkt zum Inhalt
Login erforderlich
Dieser Artikel ist Abonnenten mit Zugriffsrechten für diese Ausgabe frei zugänglich.

Arzneimittelentwicklung: Neue Medikamente dank Supercomputern

Die aktuelle Pandemie verdeutlicht, wie wichtig es ist, rasch geeignete Arzneimittel zu finden. In Computer­simulationen gelingt das erheblich schneller als im Labor. Gegen das Coronavirus ließen sich auf diese Weise bereits Wirkstoffkandidaten identifizieren.
Illustration: Coronavirus dockt mit Hilfe des Spikeproteins an eine Wirtszelle an.

Binnen kurzer Zeit hat ein Virus die Welt aus den Angeln gehoben – und die Wissenschaft zu Höchstleistungen angespornt. Im Eiltempo gelang es Forschenden, mehrere effektive Impfstoffe gegen Covid-19 zu entwickeln. Was Medikamente anbelangt, waren sie allerdings weniger erfolgreich. Das liegt größtenteils daran, dass die Arzneimittelentwicklung ein sehr langwieriger Prozess ist. Von der Idee bis zur Zulassung dauert es im Durchschnitt mehr als 13 Jahre. Um diesen Prozess zu beschleunigen, sind daher dringend neue Ansätze und Techniken gefragt.

Bei Infektionskrankheiten gilt es zunächst zu entschlüsseln, wie der Erreger aufgebaut ist und wie er sich im menschlichen Körper vermehrt. Beim Coronavirus ist das mittlerweile gelungen. Ziel der Forscher ist es nun, Wirkstoffe zu finden, die das Virus entweder direkt eliminieren oder seine Vermehrungstaktik entscheidend stören. Funktionieren könnte das beispielsweise mit Mole­külen, die an geeignete Angriffspunkte auf der Virusober­fläche andocken. Bei Letzteren handelt es sich in der Regel um Proteine, also Eiweißmoleküle, die sowohl von Viren und Bakterien als auch von körpereigenen Zellen als Werkzeuge genutzt werden.

Etliche Medikamente basieren auf diesem Prinzip: Die darin enthaltenen Wirkstoffmoleküle binden an bestimmte Proteine, um sie entweder zu blockieren oder aber zu stimulieren – je nachdem, welcher Effekt erzielt werden soll. Das Coronavirus nutzt ein so genanntes Spike-Protein auf seiner Oberfläche, um damit an die Körperzellen anzudocken und in sie einzudringen. Ein passendes Molekül könnte diesen Mechanismus unterbinden, indem es sich an das Spike-Protein heftet und dieses dadurch seiner Funk­tion beraubt.

Die Suche nach derartigen Wirkstoffkandidaten zieht sich aber häufig ziemlich in die Länge …

Kennen Sie schon …

Spektrum - Die Woche – Wie wird die Deutsche Bahn wieder zuverlässiger?

Unpünktlich, überlastet, veraltet – die Deutsche Bahn macht keine gute Figur. Woran das liegt und warum nun selbst Tricksereien nicht mehr helfen, erklärt Verkehrswissenschaftler Ullrich Martin. Außerdem in dieser Ausgabe: eine neue Theorie zu Schwarzen Löchern und Therapien gegen Katzencovid.

Spektrum Gesundheit – Übergewicht – Was können die neuen Abnehmspritzen?

Wie Abnehmspritzen den Appetit zügeln, für wen sie sich eignen und welche noch wirksameren Mittel auf den Markt kommen könnten, lesen Sie ab sofort in »Spektrum Gesundheit«. Plus: Ob Nickerchen unser Herz und Hirn schützen, wie man Kindern mit ADHS hilft und warum Tuberkulose so gefährlich ist.

Spektrum der Wissenschaft – Die Einstein-Kachel

2022 wurde die Lösung zur Einstein-Kachel nach einer jahrzehntelangen Suche von einem Laien gefunden. Lesen Sie, wie die Geschichte im Detail ihren Anfang nahm und was die Entdeckung für die Mathematik bedeutet. Außerdem berichten wir, woher das Coronavirus womöglich stammt, wie die Stromversorgung der Zukunft aussehen könnte und über die Quantenregeln der Unordnung.

Schreiben Sie uns!

Beitrag schreiben

Wir freuen uns über Ihre Beiträge zu unseren Artikeln und wünschen Ihnen viel Spaß beim Gedankenaustausch auf unseren Seiten! Bitte beachten Sie dabei unsere Kommentarrichtlinien.

Tragen Sie bitte nur Relevantes zum Thema des jeweiligen Artikels vor, und wahren Sie einen respektvollen Umgangston. Die Redaktion behält sich vor, Zuschriften nicht zu veröffentlichen und Ihre Kommentare redaktionell zu bearbeiten. Die Zuschriften können daher leider nicht immer sofort veröffentlicht werden. Bitte geben Sie einen Namen an und Ihren Zuschriften stets eine aussagekräftige Überschrift, damit bei Onlinediskussionen andere Teilnehmende sich leichter auf Ihre Beiträge beziehen können. Ausgewählte Zuschriften können ohne separate Rücksprache auch in unseren gedruckten und digitalen Magazinen veröffentlicht werden. Vielen Dank!

  • Quellen

Callaway, E.: »It will change everything«: DeepMind’s AI makes gigantic leap in solving protein structures. Nature 588, 2020

Gorgulla, C. et al.: An open-source drug discovery platform enables ultra-large virtual screens. Nature 580, 2020

Gorgulla, C. et al.: A multi-pronged approach targeting SARS-CoV-2 proteins using ultra-large virtual screening. iScience 24, 2021

Koshland, D. E.: Application of a theory of enzyme specificity to protein synthesis. PNAS 44, 1958

Bitte erlauben Sie Javascript, um die volle Funktionalität von Spektrum.de zu erhalten.