Neue Plattform für Drug Repurposing

Der Bedarf an neuen Medikamenten ist hoch. Forschende der FAU, der Technischen Universität München, der Universität Hamburg sowie weiteren Partnern haben nun eine neue Plattform für das Repurposing von Medikamenten vorgestellt, welche die Suche nach neuen Therapeutika erleichtern soll. Die Ergebnisse wurden in Nature Communications veröffentlicht.

Der Bedarf an neuen Medikamenten ist hoch, gleichzeitig liegen die Kosten für die Markteinführung eines neuen Wirkstoffs schätzungsweise zwischen zwei und drei Milliarden US-Dollar. Zu den Faktoren, die zu diesen hohen Kosten beitragen, gehört auch teils nicht reproduzierbare präklinische Forschung und eine zunehmende Vorsicht der Arzneimittelzulassungsbehörden. Deshalb suchen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler mit Hochdruck nach alternativen Ansätzen für die Suche nach neuen Therapeutika.

Ein Ansatz ist das sogenannte Drug Repurposing, bei dem alternative Verwendungsmöglichkeiten für bestehende Arzneimittel gesucht werden. Im Vergleich zur herkömmlichen Arzneimittelentwicklung bietet das Drug Repurposing erhebliche Vorteile, zum Beispiel niedrige Kosten, geringeres Risiko und kürzere Zeiträume für die Arzneimittelentwicklung.

„Die Daten, die für die Identifizierung von Signalwegen und Teilnetzen, die die Mechanismen komplexer Krankheiten beschreiben und potenzielle Arzneimittelziele enthalten, sind leider über unabhängige Datenbanken verstreut. Außerdem beschränken sich die vorhandenen Studien auf Vorhersagen für bestimmte Krankheiten“, sagt Sepideh Sadegh, Doktorandin an der TUM (Technische Universität München) School of Life Sciences Weihenstephan (WZW) und Erstautorin der Studie. „Es besteht daher ein Bedarf an anpassungsfähigen Werkzeugen, die es biomedizinischen Forschern ermöglichen, Ansätze zum Repurposing von Arzneimitteln für ihre individuellen Anwendungsfälle einzusetzen – diese Lücke schließen wir mit NeDRex.“

NeDRex (Network-based Drug Repurposing and exploration) ist eine interaktive Plattform für netzwerkbasiertes Drug Repurposing und die Entdeckung von Krankheitsmodulen. Sie umfasst zehn verschiedene Datenquellen über Gene, Wirkstoffe, Wirkstoffziele, Krankheitsannotationen und deren Beziehungen zueinander und ermöglicht darüber hinaus die Priorisierung von Medikamenten und die statistische Validierung.

Die benutzerfreundliche Plattform soll auch Personen außerhalb der Informatik ermöglichen, verschiedene Schichten eines großen biologischen Netzwerks zu durchforsten. Gleichzeitig bietet NeDRex auch die Möglichkeit, nur zugelassene Medikamente zu priorisieren, was den Prozess der Medikamentenentwicklung beschleunigen kann, da die präklinische Forschungsphase übersprungen und direkt in klinische Studien übergegangen werden kann. An der FAU haben Forschende des Departments Artificial Intelligence in Biomedical Engineering (AIBE) die Netzwerkalgorithmen und statistische Validierungsstrategien designt.

Für künftige Versionen der Datenbank planen die Forschenden die Integration von Daten zu Krankheitssymptomen und Arzneimittelnebenwirkungen, was die Untersuchung verschiedener Krankheitsähnlichkeiten und Ansätze zur Neupositionierung von Arzneimitteln ermöglichen wird.

An der Plattform waren neben der FAU, der Universität Hamburg und der TUM auch Forschende der Newcastle University, der Technischen Universität Braunschweig, der Universidad Autónoma Metropolitana-Cuajimalpa (Mexico), der Maastricht University, dem Universitätsklinikum Essen und der Universität von Süddänemark beteiligt.

Weitere Informationen:

Prof. David Blumenthal
Professur für Biomedical Network Science
david.b.blumenthal@fau.de