Strukturbasierte Entwicklung von neuen Wirkstoffen gegen Covid-19

Antivirale Therapien zeigen oft die höchste Wirksamkeit, wenn sie in Form einer Kombinationstherapie verabreicht werden. Die akademische und industrielle Pharmaforschung im Bereich Covid-19 fokussiert sich momentan fast ausschliesslich auf die Entwicklung eines Impfstoffs und auf das Testen bereits vorhandener Medikamente gegen SARS-CoV-2. Das Entwicklen eines neuen antiviralen Wirkstoffs hat aufgrund der relativ langen Forschungsphase geringe Priorität. In Zusammenarbeit mit erfahrenen Virologen an der Chinesischen Akademie der Medizinischen Wissenschaften wollen wir diesem Defizit entgegenwirken, durch die Entwicklung von neuen, antiviralen «Small Molecules», mithilfe moderner Kristallographie.

Ziel ist es, die molekulare Struktur verschiedener Coronavirus-Proteine durch Röntgenkristallographie aufzudecken. Parallel dazu werden wir biophysikalische Tests entwickeln, um bereits etablierte antivirale Wirkstoffe auf Ihre Wirksamkeit als Covid-19-Therapeutika zu überprüfen. Aus diesen Erkenntnissen werden dann in einem weiteren Schritt neuartige antivirale Covid-19 Medikamente entwickelt, oder bestehende verbessert.

Durch das Projekt wollen wir einen Einblick in die molekulare Struktur von verschiedenen Coronavirus-Proteinen gewinnen und so ihre potenziellen Wechselwirkungen mit antiviralen Wirkstoffen verstehen. Die Erkenntnisse zu diesen strukturellen Eigenschaften können bei aktueller sowie künftiger Forschung zu Medikamenten gegen SARS-CoV-2 helfen und auch gegen verwandte, zukünftige Coronaviren eingesetzt werden. Wir erforschen die strukturelle Dynamik der Coronavirus-Proteine, indem wir potenzielle Strukturveränderungen in Abhängigkeit von der Temperatur überwachen; diese Technik kann komplizierte molekulare Wechselwirkungen aufdecken und damit bei der Entwicklung von antiviralen Medikamenten helfen. Die dabei aufgebaute Pipeline kann auch bei der Erforschung von anderen krankheitsrelevanten Proteinen helfen.

Ziel dieses Projektes ist die Unterstützung der weltweiten Forschungsbemühungen zur Bekämpfung von SARS-CoV-2, indem neue Erkenntnisse über die Wechselwirkung von antiviralen «Small Molecules» mit verschiedenen Coronavirus-Proteinen auf atomarer Ebene gewonnen werden, was die Entwicklung von neuen Wirkstoffen erleichtert. Die hochmoderne Infrastruktur der Synchotron Swiss Light Source (SLS) des Paul Scherrer Instituts eignet sich dazu optimal und das akademische Umfeld bietet die Flexibilität und Anpassungsfähigkeit, um Pharmazie und Akademie der Schweiz durch neue Informationen für die Synthese, Prüfung und Bereitstellung neuer antiviraler Wirkstoffe zu unterstützen.

Implementierung einer kristallographischen Fragment-Screening-Pipeline zur Förderung der präklinischen Wirkstoffforschung im Hinblick auf die Entwicklung von antiviralen COVID-19 Medikamenten