BASF Die Suche nach dem Supermolekül

Der Chemiekonzern BASF spendet in der Corona-Krise nicht nur Desinfektionsmittel und Atemschutzmasken. Das Unternehmen unterstützt auch weltweit die Suche von Forschern nach einem geeigneten Wirkstoff zur Behandlung von Patienten, die mit dem Coronavirus infiziert und erkrankt sind.

„Wir entwickeln keine pharmazeutischen Wirkstoffe, aber BASF hat mehr als 150 Jahre Erfahrung in der Erforschung von Substanzen. Das heißt, wir haben das Wissen und große Substanzbibliotheken mit unterschiedlichsten Wirkstoffen“, sagt Peter Eckes, Leiter des BASF-Forschungsbereichs Bioscience Research. Das Unternehmen habe zudem eigene Computerprogramme entwickelt, um Moleküle zu designen, und es habe den Supercomputer Quriosity. „Diese enorme Forschungskraft bringen wir ein, um auch hier unseren Beitrag bei der Bekämpfung der Corona-Pandemie zu leisten“, so Eckes. Das Unternehmen verfolge dabei mehrere Ansätze.

Um schnell einen geeigneten Wirkstoff gegen das Coronavirus Sars-CoV-2 zu finden, testen akademische Einrichtungen weltweit an Zellkulturen die Wirksamkeit zugelassener Arzneimittel, die bereits bei anderen Viruserkrankungen eingesetzt werden. Die Wirkung dieser Verbindungen ist jedoch möglicherweise nicht ausreichend, so dass die Suche nach verbesserten Wirkstoffvarianten notwendig ist. BASF-Forscher haben computergestützt die unternehmenseigene Substanzbibliothek mit mehreren Millionen Molekülen nach ähnlichen Verbindungen durchforstet und 150 Kandidaten identifiziert. Diese Moleküle stellt das Chemieunternehmen akademischen Arbeitskreisen kostenlos zur Verfügung und erlaubt auch die Verwertung ohne eigenen Patent-Anspruch. „Wir unterstützen seit vielen Jahren die akademische Arzneimittelforschung gegen Infektionskrankheiten, wie zum Beispiel gegen Malaria, so dass wir für dieses Projekt schnell auf unsere etablierten Kontakte und Prozesse zurückgreifen konnten“, erläutert Matthias Witschel, Research Fellow im Bereich Bioscience Research.

Supercomputer modelliert passende Moleküle

Einen zweiten Ansatz haben Chemiker der Einheit Computational Chemistry initiiert. Sie sind auf ein Projekt des Startup-Unternehmens Postera gestoßen. Hierbei beteiligen sich weltweit Wissenschaftler unentgeltlich an der Suche nach einem Hemmstoff, der verhindern soll, dass das Virus im menschlichen Organismus vermehrt wird. An dieser gemeinsamen Suche haben sich auch die BASF-Forscher beteiligt und mit Hilfe eines selbst entwickelten Computerprogramms und dem Supercomputer Quriosity zahlreiche neue Moleküle designt. Letztendlich haben sie 20 Moleküle gefunden, die in der Simulation optimal auf die Anforderung passen, so die Wissenschaftler.

Diese Molekülvorschläge wurden den Postera-Forschern der Initiative kostenlos zur weiteren Verwertung überlassen. „Bei diesen im Computer simulierten Molekülen weiß man allerdings nicht immer, ob und wie gut sie hergestellt werden können“, erläutert Klaus-Jürgen Schleifer, Leiter Computational Chemistry im Bereich Digital Bioscience der BASF-Forschung. Daher verfolgten BASF-Forscher aktuell noch einen dritten Ansatz, der diesen Aspekt in den Mittelpunkt stelle. Sie hätten alle infrage kommenden Verbindungen mit Hilfe des Supercomputers getestet. „Wir sprechen hier von rund 1,2 Milliarden möglichen Verbindungen“, so Schleifer. Der Vorteil: Alle aussichtsreichen Moleküle könnten schnell synthetisiert und dann auch im Experiment getestet werden. Diese Ergebnisse stelle die BASF ebenfalls der Allgemeinheit zur Verfügung.