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Der digitale Kampf gegen das Virus

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Digitale Technologien sollen die Coronaforschung beschleunigen. Dabei sind mehrere österreichische Lösungen im Einsatz.

Eines ist klar – schnell muss es gehen. Das Coronavirus Sars-Cov-2 stellt die Forschung vor eine der bisher wohl größten Herausforderungen in der Geschichte der Medizin. Die Pandemie soll eingedämmt, die Krankheit Covid-19 geheilt und möglichst rasch ein Impfstoff gefunden werden. Die Datenbank des amerikanischen Milken Institute zählt am 1. Mai, dem Tag, an dem die Ausgangsbeschränkungen in Österreich gelockert wurden, 197 verschiedene medikamentöse Behandlungen, die sich, wenn auch zu einem geringen Teil, schon in Phase III der klinischen Studie befinden. Dazu kommen noch 111 Impfstoffkandidaten. Geforscht wird auch in Österreich. Allein in Wien laufen laut einer interaktiven Karte des VFA (Verband forschender Arzneimittelhersteller) acht Unternehmensprojekte, eines läuft in Graz. Dazu kommt seit Kurzem noch ein Forschungsprojekt des Wiener Biotech-Pharmaunternehmens Marinomed. Zum Vergleich: In der Schweiz, wo zahlreiche große Pharmaunternehmen ihren Sitz haben, laufen aktuell ebenfalls zehn Projekte.

Der Virushochrechner

Beim Kampf gegen das Virus tun sich aber nicht nur Biotech- und Pharmaunternehmen hervor. In einem bisher wohl kaum gekannten Ausmaß wird weltweit auch auf digitale Mittel zurückgegriffen. Am bekanntesten sind in Österreich derzeit die Modellrechnungen zur Ausbreitung des Virus vom Team rund um Niki Popper vom Institut für Information Systems Engineering (Technische Universität Wien). Gemeinsam mit der Medizinischen Universität Wien/Complexity Science Hub Vienna (CSH) und der Gesundheit Österreich GmbH hat sich das Team erst kürzlich zu einem Covid-Prognose-Konsortium zusammengeschlossen. Die drei Forschungsgruppen erstellen nun wöchentlich gemeinsame Prognosen zur Entwicklung der an Covid-19 erkrankten Personenzahl in Österreich sowie zu den verfügbaren Kapazitäten im Spitalsbereich.

Entwicklung von E-Health-Lösungen

Andere österreichische Unternehmen wiederum widmen sich im Kampf gegen Covid-19 der Entwicklung von E-Health-Lösungen, die dazu beitragen können, die Ausbreitung der Pandemie einzudämmen. Das Luxemburger Unternehmen BioneXt Lab startete mit der in Wien beheimateten Medicus AI eine kostenfreie, CE-zertifizierte und personalisierte Covid-19-Support- und Monitoring-App. Die App Covive dient als beratender Begleiter. Die Verwendung soll mit Funktionen zur Selbstbeurteilung einer möglichen Infektion, Labortestinterpretation und Gesundheitsmonitoring mehr Klarheit und Informationen über den eigenen Gesundheitszustand geben und über die nächsten Schritte aufklären.

Das E-Health-Unternehmen Scarletred wiederum entwickelte eine App (eCOVID19), die die Hotline entlasten soll. Die Telemedizin-App soll Menschen, die Symptome von Covid-19 zeigen, möglichst unkompliziert beraten und an die richtige Stelle weiterleiten. Eine AI basierte App der oberösterreichischen Symptoma GmbH soll zuverlässig und kostenlos das Covid-19-Risiko einer Person ermitteln. Dabei werden die eingegebenen Symptome mit 20.000 möglichen anderen Diagnosen verglichen.
Suchmaschine für Enzyme aus Graz

Für internationale Schlagzeilen sorgte Ende Jänner, als das Coronavirus noch vorrangig ein Problem in China war, das Grazer Unternehmen Innophore. Das 2017 gegründete Unternehmen hat eine Art Suchmaschine für Enzyme entwickelt, die mittels eigener Algorithmen Wirkstoffe rasch identifizieren kann. Mittlerweile ist daraus das Projekt Fastcure, das weltweit größte computerbasierte Screening-Projekt, entstanden. In einem internationalen Konsortium haben sich Innophore, das Acib (Austrian Centre of Industrial Biotechnology), die Universität Graz, die Universität Innsbruck und internationale Partner wie die Harvard Universität, Google und die ShanghaiTech University zusammengeschlossen. Im Rahmen des Projektes werden mehr als zwei Milliarden Wirkstoffe gegen Covid-19 getestet. Innophore CEO und Acib-Senior-Scientist Christian Gruber erklärt: „In Fastcure erstellen wir auch eine Datenbank, die die Wirksamkeit von Medikamenten bei möglichen Mutationsvarianten des Virus überprüft.“

Bakterienkulturen umprogrammieren

Neben virtuellen Einzelsimulationen von marktzugelassenen Medikamenten auf eine potenzielle Wirksamkeit hin, müssen vielversprechende Kandidaten dann im Labor experimentellen Tests und klinischen Trials unterzogen werden. Eine ebenfalls in Österreich entwickelte Technologie könnte Tests dieser Art um ein Vielfaches beschleunigen und die Daten deutlich umfassender validieren, als es bei den bisher eingesetzten Verfahren möglich war. Diese sogenannte BOSS-Technologie wurde von Forschern des Austrian Centre of Industrial Biotechnology in Zusammenarbeit mit österreichischen Universitäten (Universität Innsbruck und Boku Wien) sowie Industriepartnern entwickelt. Projektleiter Rainer Schneider, Key Researcher des Acib und Professor am Institut für Biochemie an der Universität Innsbruck: „Unsere Plattformtechnologie BOSS – Biotechnologische Optimierung durch Selektions-Systeme – ermöglicht, Bakterienkulturen im Labor so umzuprogrammieren, dass durch ihr rasches Wachstum neue potenzielle Medikamente aus vielen Millionen von Varianten ohne großen Aufwand identifiziert werden könnten, und das über Nacht.“

Laut dem Acib wird die BOSS-Technologie auch für die Auffindung von effizienten Antikörpern für passive Immunisierungen gegen Sars-Cov-2 eingesetzt werden. Antikörpertests sind deshalb wichtig, weil die derzeit eingesetzten sogenannten PCR-Tests nichts darüber aussagen, ob eine Person die Covid-19-Erkrankung bereits durchgemacht hat und damit immun gegen Corona ist. Da es in 30 bis 40 Prozent der Fälle zu einem asymptomatischen Verlauf der Erkrankung kommt, das heißt, die Personen waren infiziert, haben aber nie Erkrankungserscheinungen gezeigt, könnten Antikörpertests die Dunkelziffer genauer definieren. Der österreichische Virologe Florian Krammer, bis 2009 an der Boku in Wien tätig und heute Forscher an der Icahn School of Medicine at Mount Sinai in New York, hat den ersten nicht kommerziellen Antikörpertest entwickelt. In Österreich sollen solche Schnelltests in einem Projekt unter der Leitung der Boku Wien eingesetzt werden.

Der Kampf gegen das Coronavirus zeigt eines: In der modernen medizinischen Forschung spielen digitale Lösungen eine zunehmend wichtigere Rolle. Sie helfen den Medizinern, Biochemikern, Virologen usw. rascher und effizienter Problemlösungen zu finden, mögliche Wirkstoffe gegen die Krankheit zu identifizieren und Impfstoffe zu entdecken. Zudem ermöglichen sie die grenzüberschreitende Zusammenarbeit von Forschern rund um den Globus.