neues Projekt beim WCG: Say no to Schistosoma

Beim World Community Grid gibt ein neues Unterprojekt:

sn2s inset4 neues Projekt beim WCG: Say no to Schistosoma

Say No to Schistosoma (SN2S)

ZIEL:
Ziel des ‘Say No to Schistosoma’-Projekt ist es, potentielle Medikamenten-Kandidaten zu identifizieren, die zur Behandlung von Bilharziose weiterentwickelt werden können. Die enorme Rechenkraft des WCG wird zur Berechnung von Simulationen der Wechselwirkungen zwsichen Millionen chemischer Substanzen und gewisser Zielproteine eingesetzt. Dies wird helfen die meist versprechenden Kandidaten herauszufiltern und könnte zu einer effektiven Therapie dieser Krankheit führen.

BEDEUTUNG:
Bilharziose ist eine Tropenkrankheit, die durch einen parasitär lebenden Wurm, der über Süßwasserschnecken übertragen wird, hervorgerufen wird. Die Krankheit tötet jährlich 200000 Menschen und befällt über 207 Millionen Menschen. Wissenschaftler der Infórium University in Belo Horizonte und FIOCRUZ-Minas, Brasilien, benutzen das WCG zur Suche nach chemischen Substanzen, die zu neuen Medikamenten in der Krankheitstherapie führen können.

HERANGEHENSWEISE:
Eine Software namens VINA vom ‘The Scripps Research Institute’ in La Jolla, Kalifornien, wird zum Durchführen der Experimente benutzt. Diese virtuellen Experimente werden nach chemischen Substanzen suchen, die bestimmte zum Überleben des Parasits notwendige Proteine ausschalten können. Die Suche nach möglichen Medikamenten-Kandidaten ist ein früher Schritt auf dem Weg eine effektive Krankheitstherapie zur entwickeln. Mit genügend Rechenkraft kann diese Suche sehr viel schneller durchgeführt werden als mit konventionellen Laborexperimenten. Mit den den Wissenschaftlern zur Verfügung stehenden Computern würde die Suche etwa 30 Jahre dauern. Es ist anzunehmen, dass das WCG diese Zeit auf ein Jahr oder weniger verkürzen kann. Nachrichten über die besten Kandidaten-Moleküle werden von den Wissenschaftlern in der Public Domain veröffentlicht, damit andere Wissenschaftler auf diesen Ergebnisse aufbauen können. Weiterführende Laborarbeit mit den besten identifizierten Kandidaten kann zur Entwicklung von besseren Medikamenten zur Bekämpfung von Bilharziose führen.

Für die Berechnung an diesem Projekt werden vom WCG folgende Badges vergeben:sn2s 0 neues Projekt beim WCG: Say no to Schistosomasn2s 1 neues Projekt beim WCG: Say no to Schistosomasn2s 2 neues Projekt beim WCG: Say no to Schistosomasn2s 3 neues Projekt beim WCG: Say no to Schistosomasn2s 4 neues Projekt beim WCG: Say no to Schistosomasn2s 5 neues Projekt beim WCG: Say no to Schistosoma

PROJEKT-DETAILS:

sn2s inset2 neues Projekt beim WCG: Say no to SchistosomaBilharziose ist eine Tropenkrankheit, die durch parasitäre Würmer hervorgerufen wird und pro Jahr 200000 Menschen tötet und über 207 Millionen in 74 Ländern befällt. Bis heute gibt es trotz intensiver Forschung keine Impfstoffe gegen diese Krankheit. Die sozio-ökonomischen Folgen von Bilharziose werden nur von Malaria übertroffen.

Die Krankheit wird durch eine parasitären Saugwurm (Pärchenegel) hervorgerufen. Die Larven des Parasiten, durch Süßwasserschnecken freigesetzt, durchdringen die Haut und gelangen mit dem Blutstrom zur Leber. Nachdem sie sich vom Blut des Wirts ernährt haben und gereift sind, wandern sie durch die Venen zu anderen Teilen des Körpers wie Blase und Eingeweide. Während ihrer jahrzehntelangen Lebenszeit produzieren hunderte Eier am Tag. Einige der Eier werden mit Urin oder Stuhl ausgeschieden. Nach dem Schlüpfen können weitere Schnecken infiziert werden.

Die Immunreaktion des Körpers auf die im Körper verbleibenden Eier ist die Hauptursache der Krankheit. Eine Immunreaktion ist die natürliche Verteidigungsreaktion des Körpers auf Eindringlinge und ruft normalerweise eine verübergehende Entzündung im betroffenen Gewebe hervor. Allerdings löst diese Krankheit eine chronische Entzündung hervor, die die betroffenen Organe schädigt und die Lage verschlimmert. Bilharziose kann verschiedene Organe wie Leber, Milz, Eingeweide und Nieren befallen und zum Tode führen. Eine Art des Pärchenegel kann auch Blasenkrebs hervorrufen.

sn2s inset3 neues Projekt beim WCG: Say no to SchistosomaAntimon, Oxamniquine, Mirazid und Metrifonat sind Medikamente die zur Behandlung von Bilharziose eingesetzt wurden. Aber diese Medikamente sind entweder nicht sehr effektiv, sind vom Markt genommen oder wirken nur gegen eine bestimmte Krankheitsform. Ein oral verabreichter Wirkstoff namens Praziquantel ist derzeit die beste Behandlung von Bilharziose. Allerdings gibt es Anzeichen, dass der Pärchenegel gegen Praziquantel Resistenzen entwickelt. Aus diesen Gründen gibt es dringenden Bedarf neue Therapien zu entwickeln.

Um die Suche nach potentiellen Wirkstoff-Kandidaten gegen Bilharziose zu beschleunigen, wird die Rechenkraft des WCG zum Screening von Millionen chemischer Substanzen, die als Wirkstoff-Kandidaten in Frage kommen, eingesetzt. Anstatt teure und zeitintensive Laborversuche durchzuführen, werden Millionen von Experimenten mit Software auf den Computern der WCG-Mitglieder simuliert.

Ein Software-Programm namens VINA vom ‘The Scripps Research Insitute’ in La Jolla, Kalifornien, wird zum Durchführen der virtuellen chemischen Experimente, bekannt als ‘molecular docking’-Experimente, benutzt. ‘Molecular docking’ ist der Prozess die Kraft der Wechselwirkung zwischen zwei chemischen Substanzen hervorzusagen. Eine der chemischen Substanzen wird als ‘target’ (Ziel) bezeichnet, in diesem Fall ist dies eins von mehreren Proteinen, die für das Überleben des Parasiten nötig sind. Die andere Substanz ist eine aus einer Sammlung von Millionen Substanzen aus einer Datenbank, in der bekannte Substanzen und ihr atomarer Aufbau katalogisiert sind. Die Dockingversuche platzieren die beiden Substanzen in allen möglichen Orientierungen, berechnen die Wechselwirkungsenergie, die aussagt, wie gut beide Moleküle in dieser Konfiguration miteinander binden. Falls eine Substanz gut an das Target-Protein bindet, kann sie zum Ausschalten dieses Proteins nützlich sein und so das Fortschreiten der Krankheit behindern. Die Forscher identifizieren Proteine im Pärchenegel, die für dieses Projekt benutzt werden und klären die atomare Struktur dieser Proteine, damit sie als Targets der molecular docking-Experimente benutzt werden können.

Die VINA-Berechnungen werden benutzt um die meist versprechenden Moleküle zu identifizieren, die diese Proteine hemmen können. Die betreffenden Berechnungen sind sehr umfangreich und würden auf den derzeit den Forschern zur Verfügung stehenden Computern 30 Jahre dauern. WCG wird in der Lage sein, die Zeit zum Testen von Millionen Substanzen gegen diese Proteine auf ein Jahr oder weniger zu reduzieren. Nachrichten über die besten Kandidaten-Moleküle werden von den Wissenschaftlern in der Public Domain veröffentlicht, damit andere Wissenschaftler auf diesen Ergebnisse aufbauen können. Das Forscherteam plant zusätzliche Laborarbeiten, die mit den besten der mit den VINA-Berechnungen gefundenen Kandidaten durchgeführt werden, und zur Entwicklung besserer Wirkstoffe gegen Bilharziose führen können.

 

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Autor: XSmeagolX
Datum: Mittwoch, 22. Februar 2012 20:40
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Themengebiet: Projekte

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