Um den SARS-CoV-2-Erreger unschädlich zu machen, haben Grazer Forscher mit Hilfe von künstlicher Intelligenz und Supercomputern weltweit Datenbanken nach potenziell wirksamen, bereits bekannten Stoffen durchforstet. Nun kooperieren das Grazer Start-up Innophore, das Grazer acib und die Uni Graz in einem Projekt mit der Harvard University, in dem rund zwei Milliarden Wirkstoffe gescreent werden.
Wirkstoffe für Arzneimittel via Algorithmus
Die Grazer Forscher entwickelten bereits in den vergangenen Jahren eine Plattform, die computerbasiert mittels Algorithmen – und damit schneller als in herkömmlichen Labors – etwa gesuchte Enzyme und Wirkstoffe für Arzneimittel aus Tausenden bzw. sogar Millionen von Strukturdaten aus Datenbanken herausfiltern kann.
Steirer waren schon vor Corona für die Plattform bekannt
Das steirische Start-up Innophore (ein Spin-off des Austrian Centre of Industrial Biotechnoloy (acib) und der Uni Graz) hat mit seiner Plattform auch schon außerhalb der europäischen Grenzen Aufmerksamkeit erregt – zuletzt Ende Jänner, als es sein Wissen dem Chinese Center for Disease Control and Prevention zur Verfügung stellte und daraufhin als Forschungspartner bei der Bekämpfung des Coronavirus miteinbezogen wurde.
„Mittlerweile haben wir eine Unzahl von Proteinen gefunden, die eine Rolle spielen können, einen Großteil davon haben wir schon simuliert. Insgesamt gibt es an die zwei Milliarden Verbindungen, die man am PC ausprobieren kann“, schildert Christian Gruber, Geschäftsführer von Innophore.
Google gibt unlimitierte Cloud frei
Für das neueste Forschungsprojekt gibt die Google-Mutter Alphabet den Forschern unlimitierte Rechenleistung ihrer Google-Cloud frei, teilte das Grazer acib mit – damit werde es möglich, eine bisher unerreichte Menge an Wirkstoffen zu simulieren. Weitere Unterstützung kommt vom Vienna Scientific Cluster: Die Zusammenarbeit mehrerer österreichischer Universitäten stellt die Ressourcen ihrer Supercomputer zur Verfügung.
Künstliche Intelligenz im Einsatz
Neu an dem aktuellen Projekt ist laut dem Grazer acib das computerbasierte Verfahren, mit dem die einzelnen Wirkstoffe gescreent werden. Das Verfahren „Virtual Flow“ wurde an der Harvard Medical School entwickelt und kürzlich im Fachmagazin „Nature“ vorgestellt. Innophore unterstützt den Virtual Flow-Prozess von Harvard, indem das Start-up mit seiner patentierten 3D-Punktwolken-Technologie unzählige Ansatzpunkte simuliert und diese mit Hilfe von künstlicher Intelligenz filtert.
„Obwohl bereits einige vielversprechende Medikamente identifiziert wurden, hat das Projekt großes Potenzial, weitere geeignete Kandidaten zu finden. Die Kombination der 3D-Punktwolken-Technologie mit großflächigem, virtuellem Screening und enormer Rechenleistung ist sehr vielversprechend. Wir sind gespannt, welche Ergebnisse wir in den kommenden Wochen erzielen werden“, erklärte dazu Haribabu Arthanari von der Harvard Medical School.
100 Milliarden Simulationen werden gemacht
„Die größte Herausforderung bei Simulationen wie diesen ist nicht nur, die Daten der Milliarden Wirkstoffe zu bekommen, sondern auch die notwendigen Rechenkapazitäten. Im Moment gehen wir davon aus, über 100 Milliarden Einzelsimulationen durchzuführen, denn jeder potenzielle Wirkstoff wird einzeln ‚gescreent‘. Wir freuen uns sehr, dass wir mit dem Vienna Scientific Cluster österreichische und mit Alphabet internationale Unterstützung bekommen“, hob Gruber hervor.