Neue Datenbank für die Neupositionierung von Medikamenten
Forschende der EPFL haben eine neue, frei zugängliche Datenbank mit Informationen über Arzneimittelkandidaten und deren Verstoffwechselung im Körper erstellt, die dazu beitragen könnte, die Umnutzung alter Medikamente in neue Therapien zu beschleunigen.
Es besteht ein dringender Bedarf an wirksameren Behandlungen für eine Reihe von Krankheiten, darunter COVID-19, Krebs und Malaria. Doch die Entwicklung neuer Medikamente ist kostspielig, kann Jahrzehnte dauern und führt häufig zu Fehlschlägen. Die in eLife beschriebene Datenbank NICEdrug.ch könnte dazu beitragen, den Prozess zu beschleunigen, indem sie Forschenden hilft, vielversprechende, bereits existierende Medikamente zu finden, die für diese Krankheiten umgewidmet werden könnten.
«Wenn wir einen besseren Weg finden, wie wir Medikamente finden und entwickeln, können wir den Zeit- und Kostenaufwand für die Medikamenten-Entwicklung verringern», sagt die Hauptautorin Homa Mohammadi Peyhani, Postdoktorandin am Laboratory of Computational Systems Biotechnology der EPFL.
Zu diesem Zweck haben Peyhani und seine Kolleginnen und Kollegen die Datenbank NICEdrug.ch mit Informationen über 250 000 potenzielle Arzneimittelmoleküle erstellt. Die Datenbank enthält eine detaillierte Analyse der Strukturen der Medikamente, der Enzyme, gegen die sie gerichtet sind, der Art und Weise, wie sie wahrscheinlich durch den menschlichen Stoffwechsel verändert werden, und ihrer möglichen Nebenwirkungen.
Mit Hilfe der Datenbank konnte das Team nachweisen, dass es das Verhalten von Arzneimittel-Enzym-Paaren in etwa 70 % der Fälle genau vorhersagen konnte, und dass es bei der Hälfte der getesteten Paare zu 100 % zutraf.
Anschliessend suchten sie mit dem System nach Medikamenten, die für die Behandlung von Krebs, hohem Cholesterinspiegel, Malaria und COVID-19 eingesetzt werden könnten. Ihre Suche ergab einige Hinweise darauf, wie Forschende die toxischen Nebenwirkungen des Krebsmedikaments 5-Fluorouracil abmildern könnten. Sie identifizierten auch Shikimat-3-Phospat als potenzielles Medikament zur Behandlung des Leberstadiums von Malaria mit weniger Nebenwirkungen. Und sie identifizierten über 1300 potenzielle Anti-COVID-19-Medikamente, darunter einige, die bereits sicher zur Behandlung einer Reihe anderer Erkrankungen eingesetzt werden. Weitere Studien sind nun erforderlich, um zu bestätigen, dass diese Medikamente für diese Krankheit neu eingesetzt werden können.
Die Datenbank NICEdrug.ch hilft Forschenden dabei, potenzielle Medikamente schneller zu bewerten, einschliesslich der Frage, wie sie vom Körper verstoffwechselt werden und welche Nebenwirkungen sie haben können. © Laboratory of Computational Systems Biotechnology / EPFL
Die Forschenden haben die Datenbank NICEdrug.ch für andere als frei zugängliche Ressource zur Verfügung gestellt. Das System kann nicht nur dabei helfen, neue Verwendungszwecke für bestehende Medikamente zu finden, sondern auch, zu verstehen, warum manche Medikamente schädliche Nebenwirkungen verursachen, und entweder Wege zu finden, diese zu lindern, oder alternative Medikamente zu erforschen.
«Wir hoffen, dass Forschende und Entscheidungstragende in der pharmazeutischen Industrie diese einzigartige Datenbank nutzen können, um ihre Forschungs- und klinischen Entscheidungen zu verbessern und damit Zeit, Geld und letztlich Leben zu retten», fasst der Hauptautor Vassily Hatzimanikatis, ausserordentlicher Professor für Chemieingenieurwesen und Bioingenieurwesen an der EPFL, zusammen.
