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Ein Medikament zu finden, das bei der Behandlung anderer Viruserkrankungen eingesetzt wird und gegen das Coronavirus 2 (SARS-CoV-2) wirkt, ist das Ziel des bürgerwissenschaftlichen Projekts COVID-PHYM, das vom Spanischen Nationalen Forschungsrat (CSIC) und der Ibercivis-Stiftung gefördert wird. Da sich einige der verwendeten Medikamente bereits als ausreichend sicher für die menschliche Gesundheit erwiesen haben, könnten sie verfügbar sein, um Patienten mit COVID-19 lange vor einer neu geschaffenen Wirksubstanz zu behandeln und so die Kontrolle der Pandemie zu beschleunigen.


Unter dieser Prämisse hat sich die Biophym-Gruppe des Instituts für die Struktur der Materie des CSIC daran gemacht, Simulationen der Wechselwirkung von Medikamenten gegen Ebola, HIV-Infektion, Grippe oder Hepatitis B mit der Genom-Replikationsmaschinerie des SARS-Co-V-Virus durchzuführen. Dazu wird sie Computertechniken und die Hilfe der Computer von Tausenden von Freiwilligen nutzen, die über die verteilte Computerplattform von Ibercivis miteinander verbunden sind. Diese Operationen werden zeigen, ob es einem der Moleküle gelingt, ein Schlüsselprotein bei der Vermehrung des Virus, die so genannte "RNA-abhängige Polymerase", zu hemmen. Wenn dies der Fall ist, wäre das Medikament ein geeigneter Kandidat, um in klinischen Studien mit Menschen getestet zu werden.


Schlüssel zum Blockieren des Virus


"Wirksame Medikamente gegen das Coronavirus sind unerlässlich, um die Schwere und Sterblichkeit der Krankheit zu verringern", erklärt Javier Martinez de Salazar, Leiter der Biophym-Gruppe. "Das als Target ausgewählte Protein spielt eine zentrale Rolle bei der Replikation und Transkription des genetischen Materials des Virus; wenn es neutralisiert wird, kann es die Ausbreitung des Virus im Körper stoppen und bei der Heilung helfen", fügt er hinzu. Er warnt jedoch davor, "nach einer Verbindung zu suchen, die in der Lage ist, ein bestimmtes Protein zu neutralisieren, ist wie der Versuch, mit einer riesigen Anzahl von Schlüsseln ein Schloss zu öffnen, und wenn dieser Prozess am Computer simuliert wird, erfordert er große Rechenleistung".


"Wie ein Schlüssel in einem Schloss hängt die Wirksamkeit eines Medikaments davon ab, wie gut sich seine Struktur an die des Bereichs anpasst, in dem das Protein seine Wirkung entfaltet", fügt er hinzu. "Es gibt chemische und physikalische Modelle, die die Wirksamkeit von Verbindungen mit Hilfe von Computertechniken - in silico genannt - vorhersagen können, bevor sie in klinischen Studien getestet werden. Aber bei diesen Modellen müssen Hunderttausende von Berechnungen angestellt werden, um die Stärke der Interaktion jeder der möglichen Verbindungen zwischen dem Medikament und dem Protein zu messen", betont Javier Ramos Díaz, einer der Forscher der Gruppe.