Aktionen

World Community Grid/Say No to Schistosoma

Aus SETI.Germany Wiki

Say No to Schistosoma
Say No to Schistosoma
Ziel:Suche nach Wirkstoffen gegen Bilharziose
Kategorie:Medizin
Hauptprojekt:World Community Grid
Homepage:http://www.worldcommunitygrid.org
Betreiber:Infórium University Brasilien
Status:inaktiv/beendet
Projektadressen
Forum:Say No to Schistosoma Forum
SETI.Germany
Team-Statistik:Say No to Schistosoma
Teambeitritt:SETI.Germany beitreten
Forenthread:SETI.Germany Forum
Workunit
Frist:10 Tage
Laufzeit:
  • ca. 4 - 5,5h.
    (Q9550@3,6GHz, W7-64)
  • 8.71h
    (AMD Phenom II X4 965BE)
Erster Download:~ 70 MB
Download:20-30 KB
Betriebssysteme:Linux 32 Bit Windows 32 Bit
Bildschirmschoner:Vorhanden
Checkpoints:Vorhanden

Das Projekt sucht mit Hilfe von Docking-Methoden nach Wirkstoffen, die zur Behandlung von Bilharziose eingesetzt werden können.

Das Projekt wird innerhalb des World Community Grids durchgeführt.

Ziel

Mit diesem Projekt sollen potenzielle Moleküle identifiziert werden, die zu Medikamenten für die Behandlung von Bilharziose weiterentwickelt werden können. Die enorme Rechenkraft des World Community Grids wird zur Berechnung von Simulationen der Wechselwirkungen zwsichen Millionen chemischer Substanzen und bestimmter Zielproteine des Pärchenegels eingesetzt. Dies soll helfen die besten Kandidaten herauszufiltern und könnte so zu einer effektiven Bekämpfung dieser Krankheit führen.


Bedeutung

Bilharziose ist eine Tropenkrankheit, die durch einen parasitär lebenden Wurm, der über Süßwasserschnecken übertragen wird, hervorgerufen wird. Die Krankheit trifft jedes Jahr in 74 Ländern über 207 Millionen Menschen, davon sterben ca. 200000 Menschen. Bis heute gibt es trotz intensiver Forschung keine Impfstoffe gegen diese Krankheit. Die sozio-ökonomischen Folgen von Bilharziose werden nur durch die von Malaria hervorgerufenen übertroffen.

Die Krankheit wird durch einen parasitären Saugwurm (Pärchenegel) hervorgerufen. Die Larven des Parasiten, die durch Süßwasserschnecken freigesetzt werden, durchdringen die menschliche 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.

Antimon, 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. Eine Behandlung mit dem oral verabreichter Wirkstoff Praziquantel ist derzeit die Methode der Wahl bei der 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.


Ansatz

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 theoretisch-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.


Statistik

WCGSN2SProdChart.png

Mit besten Dank an Sekerob.

Single Sign On provided by vBSSO