Virtuelle Screening Identifizierung bioaktiver Naturstoffe

Motivation: Die Einführung von Hochdurchsatz-Strategien gegen Ende des 20. Jhds führte die Wirkstoffsuche zu einer nie gekannten Effizienz. Heute enttäuscht die geringe Zahl neuer Arzneimittel und zeigt, dass effiziente Strategien nicht notwendigerweise effektiv sind. Neue Konzepte zur Steigerung der Effektivität in der Wirkstoffsuche sind daher notwendig. Die Entzündung ist Teil zahlreicher Erkrankungen, wie der Atherosklerose, dem Metabolischen Syndrom, der Sepsis oder Krebserkrankungen. Für keine dieser Erkrankungen existiert eine zufrieden stellende Therapie. Naturstoffe waren stets eine wichtige Quelle von neuen Leitstrukturen für Arzneimittel. Ca. 60 % der neuen Arzneistoffe basierten in den letzten 20 Jahren auf molekularen Strukturen natürlichen Ursprungs. Ziel dieses nationalen Netzwerkes ist die Identifizierung und Charakterisierung von bioaktiven Naturstoffen für die Behandlung entzündlicher Erkrankungen speziell im Bereich des kardiovaskulären Systems. Strategie: Zur Erreichung dieses Zieles werden wir ein einzigartiges Konzept mit folgenden Aspekten verfolgen: (i) Ausgangspunkt für die Wirkstoffsuche sind Naturstoffe, die nach wie vor eine bedeutende Quelle für Arzneistoffleitstrukturen darstellen; (ii) Der Einsatz von Computertechniken, wie Pharmakophor-Modelling und virtuellem Screening von Naturstoff-Datenbanken führt zu Strukturen, die pharmakologisch charakterisiert werden (> Molekularer Ansatz); (iii) Die Auswertung tradierten Wissens über Heilpflanzen identifiziert viel versprechende Pflanzen, die chemisch und pharmakologisch analysiert werden (> ethnopharmakologischer Ansatz). Wirkstoffkandidaten beider Ansätze werden mechanistischen Studien sowie einem präklinischen Profiling zugeführt. Um die Verfügbarkeit des pflanzlichen Ausgangsmaterials und eine weitere Verwertung sicherzustellen, werden Naturschutzaspekte berücksichtigt und die ausgewauml;hlten Arten in Kultur genommen. Molekularbiologische und biotechnologische Methoden sollen die Identität, Reproduzierbarkeit und Verfügbarkeit des Ausgangsmaterials sichern. Um dieses Konzept zu verwirklichen, haben sich Gruppen fünf verschiedener Universitäten (Graz, Innsbruck, Wien) aus den Gebieten der Ethnopharmakologie, der Chemoinformatik, der angewandten Botanik, der Chemie, Pharmakologie, vaskulären Biologie und Biotechnologie zusammengeschlossen. Erwartete Ergebnisse: Der kombinierte Einsatz von Computertechniken inklusive Naturstoff-Datenbanken mit tradiertem Wissen, chemischen high-tech Analysen und einem breiten Spektrum an pharmakologischen in vitro, zell-basierten und in vivo Modellen wird viel versprechende Wirkstoffkandidaten für die Behandlung von Entzündungen im vaskulären Bereich liefern. Von mechanistischen Studien erwarten wir uns einen Beitrag zum besseren Verständnis molekularer Prozesse in der Entzündung.