• Hilf einem internationalem Forscher-Team im Kampf gegen das Zika-Virus

    Hilf einem internationalem Forscher-Team im Kampf gegen das Zika-Virus
    von: Dr. Carolina Horta Andrade, Universidade Federal de Goiás, Brazil

    Original-Beitrag beim WCG: https://secure.worldcommunitygrid.or...?articleId=480
    Übersetzung: XSmeagolX, Team SETI.Germany

    Anmerkung von XSmeagolX:
    Da ich weder Wissenschaftler noch staatlich anerkannter Übersetzer bin, dient dieser Beitrag lediglich als Orientierung für die Interessenten, die der englischen Sprache in Wort und Schrift nicht mächtig sind.
    Dieser Beitrag erhebt keinen Anspruch auf wissenschaftliche Korrektheit und soll den Original-Beitrag lediglich einem größeren Publikum zugänglich machen!
    Die Nutzung der Bilder erfolgte mit Genehmigung des WCG.

    Zusammenfassung:
    Das Zika-Virus war bis 2015 noch relativ unbekannt, bis es wegen seiner raschen Verbreitung und seine Verbindung mit schweren hirnbedingten Mängeln bei Neugeborenen von Müttern Schlagzeilen gemacht hatte, die während der Schwangerschaft mit dem Virus in Berührung kamen. Dr. Carolina Horta Andrade, die Projektleiterin für das neue OpenZika Projekt beschreibt, wie sie und ein internationales Forscherteam das World Community Grid nutzen, um die Suche nach einer wirksamen Anti-Zika-Behandlungsmethode zu beschleunigen.


    Dr. Carolina Horta Andrade, principal investigator for OpenZika
    (image credit: Marcello Dantas)

    Einführung:
    Nur wenige Menschen hatten vor 2015 Kenntnis des Zika-Virus, bevor es sich in Nord- und Südamerika rasch ausbreitete, vor allem in Brasilien. Das Virus wird vor allem durch "Aedes aegypti Moskitos" verbreitet, obwohl auch sexuelle und Blutübertragung möglich sind. Ein derzeit nicht bekannter Prozentsatz schwangerer Frauen, die sich mit dem Zika-Virus infiziert haben, übertragen eine als Mikrozephalie bekannte Krankheit an ihre Säuglinge, die schwere Hirnentwicklung zur Folge hat. In anderen Fällen, auch bei Erwachsenen und Kinder, die sich mit dem Zika-Virus infiziert haben, leiden die Erkrankten an Lähmungen und anderen neurologischen Problemen.

    Derzeit gibt es keine Behandlungsmethoden gegen das Zika-Virus und auch keinen Impfstoff. Da Zika sich sehr schnell zu einem internationalen öffentlichen Gesundheitsproblem entwickelt hat, arbeiten mein Team und ich mit Forschern hier in Brasilien als auch in den Vereinigten Staaten an der Suche nach möglichen Behandlungsmethoden, und wir nutzen das World Community Grid, um unser Projekt zu beschleunigen.

    Hintergrund:
    Die Welt ist zunehmend beunruhigt über das Zika-Virus, und das mit gutem Grund. Bis vor kurzem gab es über diese Krankheit nur wenig Forschung, aber in den letzten Monaten ist das Virus mit schweren Hirnmängel bei einigen Kindern sowie mögliche neurologische Probleme bei Kindern und Erwachsenen in Verbindung gebracht worden. Als Wissenschaftlerin und Bürger von Brasilien, die von Zika stark betroffen sind, bin ich im Kampf gegen das Virus engagiert, aber mein Team und ich benötigen zudem die Hilfe der Community des World Community Grid, deren massive Rechenleistung für unsere Suche nach einer Behandlungsmethode des Zika erforderlich ist.

    Ich bin Professorin an der "Universidade Federal de Goiás" (UFG) in Brasilien, und der Direktorin der LabMol, einem Universitätslabor, die nach Behandlungsmöglichkeiten für vernachlässigte Krankheiten und Krebs sucht. Mein Feld ist die medizinische und computergestützte Chemie, mit einem Schwerpunkt auf der Entwicklung von Arzneimitteln und der Erforschung von vernachlässigte Krankheiten. Ich arbeite zum ersten Mal in diesem Bereich, weil dies Krankheiten sind, die Pharmaunternehmen nicht interessieren, da hiervon in erster Linie marginalisierten Bevölkerungsgruppen in den unterentwickelten und Entwicklungsländer betroffen sind. Allerdings sind diese Krankheiten sehr lähmend und für die meisten von ihnen gibt es keine adäquate medikamentöse Behandlung. Brasilien ist anfällig für eine Reihe von vernachlässigten Krankheiten wie Dengue-Fieber, Malaria, Leishmaniose, Bilharziose und andere. Mein größter Wunsch ist es, Behandlungen zu finden, die das Leben von Tausenden von Menschen auf der ganzen Welt, die an diesen Krankheiten leiden, zu verbessern.

    Im Jahr 2015 begann ich ein Projekt in Zusammenarbeit mit Dr. Sean Ekins, einem Pharmakologe mit umfangreicher Forschungserfahrung, mit der Entwicklung von Computermodellen zur Identifikation von Wirkstoffen gegen das Dengue-Virus, die eine ernsthafte von Moskitos übertragene Krankheit in der gesamten Welt darstellt. Diese Wirkstoffe könnten Kandidaten für ein Medikamente sein. Wir sind jetzt in der Phase eine Auswahl der Verbindungen in Labortests zu starten. Im Januar 2016, als der Ausbruch des Zika-Virus in Brasilien alarmierende Ausmaße annahm, haben Sean und ich beschlossen, unsere Dengue-Forschung zu erweitern, und wir nahmen das Zika-Virus in unserer Arbeit auf, da diese beiden Krankheiten aus der gleichen Familie von Viren sind.

    [Bild von Dr. Sean Ekins, CEO, Collaborations Pharmaceuticals, Inc.] - Bild siehe Originalbeitrag

    Sean lud mich und andere Mitarbeiter ein, eine Perspektiv-Papier über die Notwendigkeit einer weitreichenden Forschung über das Zika-Virus zu schreiben, welches Anfang 2016 veröffentlicht wurde. Diese Arbeit bekam die Aufmerksamkeit der wissenschaftlichen Illustrators John Liebler, der ein Bild des kompletten Zika-Virions produzieren wollte. Wir nutzen seine Illustration (siehe unten) als Darstellung für das OpenZika Projekt.

    Image copyright John Liebler, www.ArtoftheCell.com. All rights reserved. Used by permission.

    Johns Interesse inspirierte uns zu dem Versuch, jedes Protein im Zika-Virus zu modellieren, was direkt dazu führte, ein wegweisendes Papier mit Homologie-Modellen aller Proteine des Zika-Virus zu schreiben. (Homologie-Modelle, die berechenbar sind, sind nützliche dreidimensionale Renderings von Proteinen in einem Organismus, wenn die Struktur eines Proteins nicht experimentell bekannt ist, was im Fall des Zika-Virus zutreffend ist.)

    Das OpenZika Research Team:
    Nachdem Sean und ich unsere Arbeit mit dem Zika Virus begannen, stellte er mich dem World Community Grid vor. Sean hat auch mit Dr. Alexander Perryman von der Rutgers University, New Jersey Medical School zusammengearbeitet, der zuvor am Scripps Research Institute arbeite, wo er eine Schlüsselrolle in zwei anderen World-Community-Grid-Projekte spielte: "FightAids@Home" und "Go Fight Against Malaria". Sean und Alex sind beide zusammen mit mir Projektleiter bei dem OpenZika-Projekt.

    [Bild von Dr. Alexander Perryman, einer der Projektleiter, und Dr. Joel Freundlich, Mitarbeiter, Rutgers University New Jersey Medical School] - Bild siehe Originalbeitrag

    Das Forschungsteam umfasst auch meine Kollegen bei der UFG, Dr. Rodolpho Braga, Dr. Melina Mottin und Dr. Roosevelt Silva; Dr. Jair L. Siqueira-Neto von der University of California, San Diego; und Dr. Wim Degrave der Stiftung Oswaldo Cruz in Brasilien, die bereits bei dem Projekt "Uncovering Genome Mysteries" des World Community Grid mitarbeitet.

    Zum UFG-Team gehören auch noch Dr. Rodolpho Braga, Dr. Carolina Horta Andrade, Dr. Melina Mottin und Dr. Roosevelt Silva (nicht abgebildet).


    The UFG team includes Dr. Rodolpho Braga, Dr. Carolina Horta Andrade, Dr. Melina Mottin and Dr. Roosevelt Silva (not pictured).

    Diese große Gruppe von Mitarbeitern bedeutet, dass das Team über alle notwendigen Fähigkeiten und Erfahrungen verfügt, eine Ende-zu-Ende-Forschung vorzunehmen, da einige der Forscher Experten in der rechnerischen Modellierung sind, während andere umfangreiche Laborerfahrung haben.

    Unsere Ziele:
    Das OpenZika-Projekt beim World Community Grid soll Medikamentenkandidaten identifizieren, um das Zika-Virus bei Menschen, die infiziert wurden, behandeln zu können. Das Projekt verwendet eine Software, um Millionen von chemischen Verbindungen gegen die Zielproteine zu screenen, die das Zika-Virus wahrscheinlich dazu nutzt, im menschlichen Körper zu überleben und sich zu verbreiten, bezogen auf das, was von ähnlichen Krankheiten wie Dengue-Virus und Gelbfieber bereits bekannt ist. Da sich das Wissen der Wissenschaft bezogen auf das Zika-Virus in den kommenden Monaten erhöhen wird und dazu Schlüsselproteine identifiziert werden, wird die OpenZika-Team das neue Wissen nutzen, um die Suche zu verfeinern.

    Unsere Arbeit beim World Community Grid ist nur der erste Schritt in dem größeren Projekt einer Suche nach neuen Medikaments im Kampf gegen das Zika-Virus. Als nächsten Schritt werden wir die Daten aus den virtuellen Screening des World Community Grid derart analysieren, um die vieversprechendesten Verbindungen auszuwählen. Nachdem wir die Verbindungen ausgewählt und getestet haben, die bei der Tötung des Zika-Virus wirksam sein könnten, werden wir unsere Ergebnisse veröffentlichen. Sobald wir tatsächlich das Töten des Virus durch in Frage kommender Verbindungen in zellbasierten Tests bewiesen haben, können wir und andere Labore dann die Moleküle derart abändern, um ihre Wirksamkeit gegen das Virus zu erhöhen, während sichergestellt ist, dass diese modifizierten Verbindungen sicher und ungiftig sind.

    Wir sind verpflichtet, alle Ergebnisse der Öffentlichkeit zugänglich zu machen, sobald sie abgeschlossen sind, so dass andere Wissenschaftler helfen können, die Entwicklung einiger dieser Wirkstoffe in neue Medikamente voranzutreiben. Wir hoffen, dass OpenZika eine zweite Stufe umfassen wird, in denen wir virtuelle Screenings auf viele weitere Verbindungen durchführen können.

    Ohne diese Forschung - und andere Projekte, die das Zika-Virus studieren - könnte diese Krankheit eine noch größere Bedrohung aufgrund der raschen Ausbreitung des Virus durch Stechmücken, Blut und sexuelle Übertragung werden. Die Verbindung zwischen dem Zika-Virus bei Schwangeren und schweren Hirnstörungen bei Kindern könnte eine Generation hervorbringen, bei der die Anzahl an Personen mit schweren neurologische Problemen größer als normal ist.

    Und ohne die Ressourcen der World Community Grid, also nur mit den Ressourcen unseres Labors, würden wir nur in der Lage sein, ein paar tausend Verbindungen gegen einige der Zika-Proteine zu screenen, oder es würde Jahre dauern, Millionen von Verbindungen gegen alle Zika-Proteine zu screenen. Dies würde unser Potenzial für die Wirkstoffforschung erheblich einschränken.

    Mit der Hilfe der World-Community-Grid-Mitglieder wird es uns möglich sein, schon in der Anfangsphase über 20 Millionen Verbindungen rechnerisch bewerten (und möglicherweise bis zu 90 Millionen Verbindungen in zukünftigen Phasen). Somit ermöglicht uns das World Community Grid, das Ausmaß unseres Projekts stark zu erweitern, und es wird die Geschwindigkeit beschleunigen, an dem wir die Ergebnisse in Richtung eines antiviralen Medikaments gegen das Zika-Virus erhalten.

    Durch die Zusammenarbeit und dem Teilen unsere Arbeit mit der wissenschaftlichen Gemeinschaft, werden viele andere Forscher in der Welt in der Lage sein, ebenfalls vielversprechende molekulare Kandidaten zu erforschen, um Fortschritte im Kampf gegen den Zika-Ausbruch zu erreichen.
Single Sign On provided by vBSSO