Neues Christian Doppler Labor an der Universität Wien

Am 27. Jänner eröffnet das neue Christian Doppler Labor für Entropieorientiertes Drug Design. Unter Leitung des Chemikers Nuno Maulide von der Universität Wien verfolgen Forscher*innen einen neuen Ansatz beim Design von bioaktiven Stoffen. Dabei wollen sie die Moleküle so aufbauen, dass sich diese dem physikalischen Phänomen der Entropie entziehen und der Wirkstoff gleichzeitig bestmöglich an sein Ziel bindet. Die Berücksichtigung der Entropie könnte die Entwicklung von Wirkstoffen stark beschleunigen. Christian Doppler Labore werden von der öffentlichen Hand und den beteiligten Unternehmen gemeinsam finanziert. Wichtigster öffentlicher Fördergeber ist das Bundesministerium für Digitalisierung und Wirtschaftsstandort (BMDW).

Unter der Leitung von hoch qualifizierten Wissenschafter*innen arbeiten Forschungsgruppen in Christian Doppler Labors an anwendungsorientierter Grundlagenforschung. Sie suchen in enger Abstimmung mit Unternehmenspartnern innovative Antworten auf aktuelle Forschungsfragen. Damit gilt die Christian Doppler Forschungsgesellschaft auch international als Best-Practice-Beispiel. An der Universität Wien gibt es derzeit sechs CD-Labors.

Eine Gruppe um Nuno Maulide, Vorstand des Instituts für organische Chemie der Universität Wien und dreifacher ERC-Preisträger, wird in Zusammenarbeit mit dem Pharmaunternehmen Boehinger Ingelheim die Wirkungsweise der Entropie im Kontext der Wirkstoffentwicklung untersuchen.

Der Ansatz birgt großes Potenzial, die Entwicklung von Medikamenten im Dienst für die Gesellschaft stark zu beschleunigen, wie auch Margarete Schramböck, Bundesministerin für Digitalisierung und Wirtschaftsstandort, betont: "Die Errungenschaften der Digitalisierung, wie etwa KI-gestützte Datenauswertung, werden hier auf höchstem Niveau für Unternehmen nutzbar gemacht, gleichzeitig macht die Wissenschaft weitere Fortschritte. Die Gesellschaft profitiert durch die raschere und kostengünstigere Entwicklung neuer Medikamente und Therapien."

Sich dem Chaos entziehen
Die physikalische Wärmelehre besagt, dass das Universum aus sich heraus immer nach "Unordnung" strebt. Das Prinzip der Entropie wirkt auch in der mikroskopischen Welt der bioaktiven Substanzen. "Obwohl Moleküle typischerweise einer räumlichen Anordnung unterliegen, können sie sich bis zu einem gewissen Grad innerhalb ihrer vorgegebenen Struktur bewegen - taumeln und wackeln", sagt Nuno Maulide, Professor für Organische Synthese an der Fakultät für Chemie. Daher sind sie auch entropischen Kräften ausgesetzt: Für die Moleküle hat es also einen Preis, immer geordnet als passender Wirkstoff (Schlüssel) zum Ziel (Schloss) zu passen.

Das neue Christian Doppler Labor verfolgt das Ziel, diesen Preis zu drücken und die natürliche Bewegungsfreiheit der Moleküle einzuschränken: Es will die Moleküle so designen, dass sie möglichst gut zum Reaktionspartner passen und dabei gleichzeitig so starr sind, dass sie sich per se den Kräften der Entropie entziehen. Erste Studien konnten bereits zeigen, dass dieser Ansatz funktioniert.

Entropieorientiertes Wirkstoffdesign im Fokus
Die Forschungsgruppe um Nuno Maulide ist auf die Synthese komplexer Naturstoffe sowie auf die Entwicklung neuartiger und nachhaltiger Synthesemethoden spezialisiert. In dem neuen Christian Doppler Labor wollen die Forscher*innen ihre Expertise auf das Problem des entropieorientierten Wirkstoffdesigns anwenden.

Unternehmenspartner ist das Boehringer Ingelheim Regional Center Vienna, welches die Verantwortung für das Geschäft mit verschreibungspflichtigen Medikamenten sowie Tierarzneimitteln von Boehringer Ingelheim in Österreich sowie in der Region Mittel- und Osteuropa, Zentralasien, der Schweiz und Israel trägt. Darüber hinaus wird von Wien aus die gesamte klinische Forschung der Region gesteuert. Wien ist Hauptzentrum für Krebsforschung sowie Standort für biopharmazeutische Forschung, Entwicklung und Produktion im Konzern.