Die ForscherInnen des Bioinformatik-Unternehmens Innophore, des acib (Austrian Center of Industrial Biotechnology) und der Universität Graz greifen dabei auf Screeningmethoden, die auf künstlicher Intelligenz (AI) beruhen, zurück. ImpfstoffherstellerInnen könnte mit dieser Vorgangsweise ermöglicht werden, Vakzine schneller den gravierendsten Mutationen anzupassen.
Mutationen – also Veränderungen des Erbmaterials eines Organismus – können spontan auftreten, oder durch äußere Einflüsse verursacht werden. Manche verschaffen dem Organismus Vorteile wie eine bessere Anpassung an veränderte Umweltbedingungen.
Im Falle von Viren-Mutationen kann das mitunter direkte Auswirkungen auf Ansteckung und Übertragung und die Wirksamkeit von Impfstoffen haben. Wie das Forschungszentrum acib mitteilte, forscht man mit den Grazer PartnerInnen seit rund einem Jahr an Mutationen von SARS-CoV-2.
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Medikamente gegen Veränderungen im Viren-Erbmaterial
Die sich laufend verändernden Viren machen neue automatisierte Erkennungsverfahren notwendig, die anzeigen, welche Mutation die besten Aussichten haben sich durchzusetzen. Mit diesem Vorsprung könnte man präventiv Medikamente entwickeln, die den Veränderungen im Erbmaterial der Viren am effizientesten entgegentreten, erklärte Christian Gruber, CEO des Biotech-Start-ups Innophore, gegenüber der APA.
Das Spin-off von acib und Uni Graz hat bereits in den vergangenen Jahren eine Suchmaschine entwickelt, die mittels Künstlicher Intelligenz und Big Data Enzyme und Wirkstoffe für die pharmazeutische Industrie aus Tausenden von Strukturdaten aus Datenbanken herausfiltern kann.
Seit Beginn der Pandemie beobachten die Grazer WissenschafterInnen mit enormer Rechenleistung anhand der vorliegenden mehr als eine halbe Million Sequenzierungen von Coronavirus-Genomen die Veränderung und Ausbreitung des Virus und seiner Mutationen.
"Basierend auf die global nun vermehrt durchgeführten Sequenzierungen können wir durch AI und Modellierungsmethoden virtuell verschiedene Szenarien berechnen. Indem wir unsere Daten mit klinischen und im Labor durchgeführten Beobachtungen abgleichen, können wir so die Vorhersagemodelle zusätzlich verbessern. Das wird uns ermöglichen, Mutationen wie das Wetter vorherzusagen – und nicht nur auf sie zu reagieren", zeigte sich Gruber optimistisch.
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Mehrere Mutationen entdeckt
"Wir sehen etliche Mutationen entstehen und haben etwa momentan noch weniger verbreitete, strukturell auffällige Mutationen entdeckt, die stärker an menschliche Zellrezeptoren binden und dadurch hoch relevant werden könnten. Solche Mutationen wie die zwei spezifischen an der Stelle Serin 477, mit denen sich laut aktuellen Zahlen über 27.000 Menschen weltweit infiziert haben, muss man durchaus im Auge behalten", hielt Gruber fest.
"Wir sind keine VirologInnen, aber wir können sehen, dass sich da was verändert und da muss man aufpassen", schätzte er die Situation ein. Der deutschen Biotechfirma Biontech habe man die jüngsten Erkenntnisse, die aktuell im Fachmagazin "Scientific Reports" erschienen sind, bereits mitgeteilt, was auch bereits zu einer Erwähnung geführt habe.
Epidemien sollen schneller kontrolliert werden
"Solche Ergebnisse stellen insofern eine Riesenchance für alle ImpfstoffherstellerInnen dar, da diese Modelle dazu beitragen, dass die Industrie Impfstofflinien vorbereiten und entwickeln kann, die auch noch unbekannte und womöglich gefährlichere Mutationen abfedern könnte", sagte Gruber.
Ziel der Grazer ForscherInnen ist es, gemeinsam mit den großen ImpfstoffherstellerInnen frühzeitiger die Kontrolle über Epidemien zu erlangen. Denn dass Epidemien auch weiterhin unser Leben begleiten werden, sei laut Meinung der ExpertInnen unbestritten.