Virtuelle Leberzelle optimiert Medikamentenentwicklung
Ein wichtiger Zweig der Arzneimittelforschung beschäftigt sich mit Risiken, Nebenwirkungen sowie der idealen Dosierung von Medikamenten. Dies gestaltet sich schwierig und ist ausserordentlich zeit- sowie kostenaufwendig. Daher zieht sich die Zulassung neuer Medikamente meist über Jahre hin – ein Aufwand, den die Stuttgarter Insilico Biotechnology AG aus mit ihrer systembiologischen Grundlagenforschung entscheidend reduzieren will. Die Insilico Biotechnology AG will ihre bisher bereits weltweit führende Stellung bei Modellen ausbauen, die das gesamte Erbgut von Mikroorganismen darstellen oder Stoffwechselprozessee, die in den Zellen ablaufen, in allen Einzelheiten simulieren.
Seit 2005 entwirft und testet die Insilico Biotechnology AG den Stoffwechsel der Leberzelle am Computer. Das Ziel ist die Modellierung einer „virtuellen Leberzelle“, mit deren Hilfe alle Prozesse in einer Zelle – wie beispielsweise der Abbau von Arzneimitteln und giftigen Substanzen – am Computer nachvollzogen werden können.
Bisher interessierten sich vor allem Unternehmen aus dem Bereich der „Weißen Biotechnologie“, das heißt Chemieunternehmen wie Degussa und BASF, für den biotechnologischen Prozessentwickler. „Wir möchten auch den Link zur Roten Biotechnologie, sprich Medizin und Pharmazie“, sagt Klaus Mauch, Geschäftsführer der Insilico Biotechnology AG.
Mit der virtuellen Repräsentation einer Leberzelle lassen sich die Experimente mit realen biologischen Systemen ersetzen. Auf diese Weise wird sich auch die Zahl von Tierversuchen deutlich verringern. Dieser Forschungsschwerpunkt beinhaltet ein enormes Potenzial, bestätigt auch Dr. Klaus Eichenberg, Geschäftsführer der BioRegio STERN Management GmbH: „Damit wird der Weg für eine vor Ausbruch einer Krankheit wirksame, patientenspezifische Medizin geebnet.“
Die Insilico Biotechnology AG beteiligt sich zudem an einem weiteren Projekt. Zusammen mit der Berliner Humboldt-Universität, dem Dr. Margarete Fischer-Bosch-Institut für Klinische Pharmakologie und der Universität Stuttgart entwickeln die Partner ein Stoffwechselmodell, das die Abbauvorgänge in der Leber beschreibt und dabei laufend die Ergebnisse anderer Teilbereiche integriert – eine Art Schaltplan, der zeigt, wie die Komponenten miteinander „verknüpft“ sind“, sagt Klaus Mauch.
Bei mehreren hundert unterschiedlichen Simulationen entstehen riesige Datensätze, die sich nur noch mittels „Supercomputing“ bewältigen und interpretieren lassen. Die Insilico Biotechnology greift dabei auf die eigene Modellierungs- und Simulationssoftware sowie die Rechenleistung des schnellsten Vektorrechners in Europa, der im Höchstleistungsrechenzentrum der Universität Stuttgart steht, zurück.
