Wettlauf gegen die Zeit

UNM-Wissenschaftler untersuchen Möglichkeiten zur Wiederverwendung älterer Medikamente zur Behandlung einer COVID-19-Infektion

Ein Trio von Wissenschaftlern der University of New Mexico verwendet maschinelles Lernen, um eine „Bibliothek“ mit Tausenden von der FDA zugelassenen Medikamenten zu durchsuchen, um Kandidaten zu identifizieren, die als Behandlungen für die COVID-19-Infektion wiederverwendet werden könnten.

Sie befinden sich in einem Wettlauf gegen die Zeit, da das neuartige Coronavirus schnell mutiert und sich mit verheerenden Auswirkungen auf der ganzen Welt ausbreitet – und keine eindeutige Heilung.

Die Bemühungen begannen Ende März, als das Team begann, nach bekannten Medikamenten zu suchen und zu testen, die antivirale Eigenschaften haben könnten, sagt Tudor Oprea, MD, PhD, Professor und Leiter der Abteilung für Translationale Informatik in der Abteilung für Innere Medizin der UNM.

"Wir machen einen Multi-Angle-Angriff", sagt Oprea. Die Medikamente, von denen viele vor Jahrzehnten für sehr unterschiedliche Gesundheitszustände entwickelt wurden, könnten in einer Zeit, in der es keine Impfstoffe oder breit wirksame medikamentöse Behandlungen für die Krankheit gibt, ein Wendepunkt sein.

Das UNM-Team hat seine Kandidatenliste mit dem National Center for Advancing Translational Sciences (NCATS) geteilt, in der Hoffnung, dass NCATS ihre Ergebnisse bestätigen kann, sagt Oprea. "Jede einzelne Chemikalie, die wir einreichen, wird getestet", sagt er.

Oprea und sein Team analysieren mit computergestützten Methoden die DrugCentral Datenbank, in der Medikamente nachverfolgt werden, die von der US-amerikanischen Food and Drug Administration zugelassen sind, sowie solche, die für die Verwendung in anderen Teilen der Welt zugelassen sind.

Oprea klassifiziert jedes Wirkstoffmolekül danach, auf welche viralen Proteine ​​es abzielen könnte, und kann so den Mechanismus bestimmen, durch den es ein Virus deaktivieren könnte – ein entscheidender erster Schritt, sagt er.

Oprea hat sich mit Larry Sklar, PhD, angesehener Professor in der Abteilung für Pathologie und Direktor des UNM Center for Molecular Discovery zusammengetan, das eine Sammlung von Arzneimittelproben verwaltet, die vom UNM Clinical & Translational Science Center gesponsert wird.

"Tudor hat Moleküle in der Bibliothek identifiziert, die getestet werden sollen", sagt Sklar. Die Proben werden dann an Steven Bradfute, PhD, Assistenzprofessor am Zentrum für globale Gesundheit der UNM, weitergegeben, der die Medikamente in seinem Labor der Biosicherheitsstufe 3 gegen das lebende Virus getestet hat.

Sklar, der eine nicht verwandte Technologie erfunden und patentiert hat, die die Laborforschung verändert hat, hat seine Fähigkeiten im Namen von Bradfute eingesetzt.

"Wir versuchen, Steven und den Leuten, mit denen er zusammenarbeitet, zu helfen, die Tests effizienter zu machen", sagt Sklar. "Es ist ein Prozess namens Assay-Miniaturisierung, der es ihm ermöglicht, eine größere Anzahl von Molekülen gleichzeitig zu testen."

In Übereinstimmung mit Opreas Strategie, einen "Mehrwinkel" -Angriff auf das Virus zu nivellieren, wird es wahrscheinlich notwendig sein, zwei oder mehr Medikamente gleichzeitig zu verabreichen, um die gewünschte Wirkung zu erzielen, sagt Sklar.

"Das andere, was wir tun können, ist, Medikamentenkombinationen zu testen", sagt er. "Da es wahrscheinlich ist, dass ein einzelnes Medikament allein nicht das gewünschte Ergebnis hat, haben wir ihnen die Werkzeuge zur Herstellung von Medikamentenkombinationen an die Hand gegeben, die auch in höherem Durchsatz getestet werden könnten."

Das Team habe bereits einige vorläufige Erfolge verzeichnet, sagt Oprea. Ciclesonid, ein Glukokortikoid-Medikament, das in Japan als Asthmabehandlung erprobt wurde, scheint eine direkte antivirale Wirkung zu haben, sagt er.

Das Team hat auch Moroxydin untersucht, ein altes antivirales Medikament, das Metformin chemisch ähnlich ist und häufig zur Behandlung von Diabetes eingesetzt wird. „Ich denke, es hat das Potenzial, antiviral zu wirken, und Metformin hat möglicherweise ähnliche Wirkungen“, sagt Oprea.

Und während es weltweit fieberhafte Bemühungen gibt, einen COVID-19-Impfstoff zu entwickeln, neigen RNA-Viren – einschließlich des neuartigen Coronavirus – dazu, schnell zu mutieren, was bedeutet, dass es möglicherweise nicht möglich ist, einen Impfstoff zu entwickeln, der seine Replikation verhindert, sagt er.

"Aus diesem Grund müssen wir, glaube ich, Chemikalien finden, um es zu treffen – und zwar hart", sagt Oprea.