Ein Team chinesischer Wissenschaftler hat mit einem Supercomputer die Zeit für das Screening potenzieller neuer Medikamente von Jahren auf Sekunden verkürzt. Der Durchbruch gelang am National Supercomputing Center in Tianjin, wo die Forscher den Supercomputer Tianhe Xingyi einsetzten, um im Handumdrehen Millionen von Wirkstoffkandidaten zu testen.
Eine Maschine, die schneller denkt als jedes menschliche Labor
Der Supercomputer Tianhe Xingyi ist nicht nur schnell. Er ist darauf ausgelegt, massive parallele Berechnungen durchzuführen, die simulieren, wie Moleküle mit biologischen Zielstrukturen interagieren. Die Forscher entwickelten einen neuen Algorithmus, der es der Maschine ermöglicht, vorherzusagen, welche chemischen Verbindungen am wahrscheinlichsten als Medikamente wirken. Anstatt physische Experimente durchzuführen, die Monate oder Jahre dauern, führt der Supercomputer virtuelle Simulationen in Sekunden durch. Das System kann mehr als 10 Millionen Verbindungen an einem einzigen Tag screenen, eine Aufgabe, für die traditionelle Methoden Jahre benötigen würden.
Warum das für Patienten wichtig ist, die auf neue Behandlungen warten
Die Arbeit wurde von Forschern des National Supercomputing Center in Tianjin und mehreren chinesischen Universitäten geleitet. Sie konzentrierten sich auf die Suche nach Wirkstoffkandidaten für Krankheiten, für die es derzeit nur wenige Behandlungsmöglichkeiten gibt. Das Team testete seine Methode an einem Zielprotein, das mit Krebs in Verbindung steht, und identifizierte mehrere vielversprechende Verbindungen, die das konventionelle Screening übersehen hatte. Für lokale Gemeinschaften in China, wo Gesundheitskosten und der Zugang zu neuen Medikamenten drängende Probleme sind, könnte diese Technologie die Kosten für die Arzneimittelentwicklung senken und die Einführung neuer Therapien beschleunigen. Die Wissenschaftler veröffentlichten ihre Ergebnisse in einer Fachzeitschrift mit Peer Review und zeigten, dass die Vorhersagen des Supercomputers mit hoher Genauigkeit mit realen Labortests übereinstimmten.
Eine leise Revolution in der Entstehung von Medikamenten
Die Bedeutung dieses Fortschritts liegt nicht darin, Wissenschaftler zu ersetzen. Es geht darum, ihnen ein Werkzeug an die Hand zu geben, das jahrzehntelange Versuche und Irrtümer in wenige Tastendrücke komprimiert. Die Wirkstoffforschung war schon immer einer der langsamsten und teuersten Teile der Medizin. Ein typisches neues Medikament braucht mehr als ein Jahrzehnt und Milliarden von Dollar, um zu den Patienten zu gelangen. Wenn Supercomputer zuverlässig vorhersagen können, welche Moleküle wirken, könnte die gesamte Pipeline schneller und billiger werden. Das chinesische Team hat gezeigt, dass die Methode bei einem Zielprotein funktioniert, aber derselbe Ansatz könnte auf Hunderte von Krankheiten angewendet werden. Der Supercomputer in Tianjin ist nun bereit, Verbindungen für andere Erkrankungen zu screenen, von Virusinfektionen bis hin zu neurologischen Störungen.
