ISE-CoV-2-Screen – Testsysteme zur Identifizierung spezifischer Anti-Corona-Moleküle

Im Anti‑Corona‑Projekt ISE‑CoV‑2-Screen forscht das Fraunhofer IGB an der Identifizierung therapeutischer Substanzen zur Behandlung von Covid‑19-Patienten. Im Fokus stehen Wirkstoffe, die als Arzneimittel schon gegen eine andere Krankheit zugelassen oder zumindest in einer fortgeschrittenen Entwicklungsstufe sind (»Repurposing« der Medikamente). Das Fraunhofer IGB arbeitet im Projekt mit der Fraunhofer Innovation Platform für Drug Discovery and Delivery an der Hebrew University (FIP_DD@HUJI) zusammen.

Mithilfe von Computational Chemistry wurden bereits zugelassene Wirkmoleküle der pharmazeutischen Datenbank DrugBank vorselektiert, welche in silico folgende Eigenschaften aufweisen:

1. Blockieren einer Interaktion der Docking‑Moleküle des Virus SARS‑CoV‑2 durch Bindung an den sogenannte viralen Spike‑Proteinen,
2. Blockieren einer Interaktion an den Rezeptoren der Wirtszelle durch Blockieren der ACE2-Proteine der Wirtszelle sowie
3. Blockieren der viralen 3C-like-Protease, welche eine Schlüsselrolle bei Mutation und Replikation des Virus einnimmt.

Von 14 245 modellierten Wirkstoffen wurden 69 potenzielle Kandidaten identifiziert, welche mindestens zwei der oben genannten Multi-Targeting-Eigenschaften besitzen.

Im Anschluss werden die vorselektierten Wirkmoleküle in angepassten In‑vitro‑Testsystemen validiert. Diese bestehen aus humanen Zellen, welche den Zielrezeptor ACE2 des Virus überexprimieren, oder genetisch modifizierten Reporterzellen, welche virale Spike-Proteine oder 3C-like-Proteasen überexprimieren. Erste In-vitro-Testungen bestätigten inhibierende Wirkungen der In-silico-Wirkstoffkandidaten.

Durch die Kombination beider Methoden, In‑silico‑Design und In‑vitro‑Testung, erwarten wir, dass abschließend eine Reihe erfolgversprechender Moleküle für die schnelle weitere Entwicklung als SARS‑CoV‑2-Therapeutika identifiziert wird.