Neues Christian Doppler Labor an der Universität Wien

Biowissenschaften: Künstliche Intelligenz zur Vorhersage von Wirkstoffeigenschaften

Am 7. Dezember 2022 eröffnet das neue Christian Doppler Labor für Molekulare Informatik in den Biowissenschaften (CD-Lab MIB). Unter der Leitung von Johannes Kirchmair vom Department für Pharmazeutische Wissenschaften der Universität Wien werden innovative maschinelle Lernverfahren für die moderne Wirkstoffforschung entwickelt. Parallel dazu forschen Wissenschafter*innen an der Universität für Bodenkultur Wien (BOKU) an Simulationsmethoden für Molekülstruktur-basierte Verfahren. Somit arbeiten Expert*innen aus der Biologie, Chemie, Pharmazie und den rechnergestützten Wissenschaften interdisziplinär zusammen. Unternehmenspartner von Seiten der Industrie sind Boehringer Ingelheim RCV und die BASF SE. Wichtigster öffentlicher Fördergeber ist das Bundesministerium für Arbeit und Wirtschaft (BMAW).

Künstliche Intelligenz und moderne Simulationsmethoden spielen eine immer bedeutendere Rolle in den Biowissenschaften. Sie kommen heute in praktisch allen Phasen der Wirkstofffindung und -optimierung zum Einsatz. So können beispielsweise die therapeutische Wirksamkeit und toxikologische Sicherheit von Arzneistoffkandidaten oder auch die Verteilung und Effektivität von Agrochemikalien in Nutzpflanzen mit zunehmender Genauigkeit vorhergesagt werden. Das Potenzial dieser computerbasierten Methoden wird bisher jedoch bei weitem noch nicht voll ausgeschöpft. Einer der Hauptgründe hierfür ist die Tatsache, dass die Entwicklung und Validierung dieser Methoden an die Verfügbarkeit großer Mengen an hochwertigen Daten geknüpft sind, deren Erhebung zeit- und kostenintensiv ist und den datenschutzrechtlichen Regelungen entsprechen muss.

Molekulare Informatik soll Weg zu innovativen Wirkstoffen ebnen 

Ziel des neuen Christian Doppler Labors ist es, die Grenzen des maschinellen Lernens und der molekularen Simulation für die Vorhersage der biologischen und chemischen Eigenschaften von Wirkstoffmolekülen zu erweitern. Um dieses Ziel zu erreichen, arbeiten Johannes Kirchmair, Leiter der Forschungsgruppe für Computerbasierte Wirkstofffindung und Molekulares Design und Thierry Langer, Leiter der Forschungsgruppe für Chemieinformatik (beide Universität Wien), und Chris Oostenbrink, Leiter der Forschungsgruppe für Molekulare Modellierung und Simulation an der BOKU, eng zusammen. Dabei können die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler auf große Datenmengen, Forschungsinfrastruktur und Expertise der Unternehmenspartner Boehringer Ingelheim RCV und BASF SE zurückgreifen. "In diesem CD-Labor werden wir die Leistung und Anwendbarkeit computerbasierter Methoden durch die Verschmelzung der Medizinal- und Agrochemie, gepaart mit innovativen Algorithmen, maximieren", erklärt Johannes Kirchmair.

Ministerium fördert anwendungsorientierte Grundlagenforschung 

"Österreich hat sich in den vergangenen Jahren zu einem wichtigen Zentrum der europäischen Life Science-Szene entwickelt. Insgesamt mehr als 900 Unternehmen aus den Bereichen Biotech, Pharmaindustrie und Medizintechnik sichern heimische Arbeitsplätze und treiben die Innovationskraft des Landes voran. Das neue CD-Labor forscht an modernen Wirkstoffen am Computer statt im Labor. Das ist ein Zukunftsthema", sagt Eva Landrichtinger, Generalsekretärin des Bundesministeriums für Arbeit und Wirtschaft. "Die Vorteile sind vielfältig: schnellere Entwicklungszyklen, optimierter Ressourceneinsatz, geringere Kosten und die Chance auf die Entwicklung von Präzisions- und personalisierten Medikamenten. Mit der Erforschung der nötigen Grundlagen wird dieses CD-Labor zur Zukunft der Wirkstoffentwicklung ebenso beitragen wie zur Sicherung des Life-Science und Biotech-Standortes Österreich", so Landrichtinger. 

Über Christian Doppler Labors

In Christian Doppler Labors wird anwendungsorientierte Grundlagenforschung auf hohem Niveau betrieben. Hervorragende Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler kooperieren dazu mit innovativen Unternehmen. Für die Förderung dieser Zusammenarbeit gilt die Christian Doppler Forschungsgesellschaft international als Best-Practice-Beispiel. Christian Doppler Labors werden von der öffentlichen Hand und den beteiligten Unternehmen gemeinsam finanziert. Wichtigster öffentlicher Fördergeber ist das Bundesministerium für Arbeit und Wirtschaft (BMAW).

Acht CD-Labors an der Universität Wien 

Die Universität Wien ist eine der ältesten und größten Universitäten Europas und damit die größte Forschungsinstitution und Bildungsstätte Österreichs. Rund 7.500 Wissenschafter*innen arbeiten vernetzt an 20 Fakultäten und Zentren an neuen Lösungen und leisten einen wichtigen Beitrag zur Weiterentwicklung der Gesellschaft. Das neu eröffnete CD-Labor ist bereits das achte CD-Labor an der Universität Wien. Die Universität Wien kooperiert mit Wirtschaft, Kultur und Gesellschaft. Forscher*innen, Studierende und Lehrende vereint das Ziel, mit unermüdlicher Neugier Innovationen zu entdecken. In ihrer Lehre mit einer Fächervielfalt von 184 Studien bereitet die Universität Wien jährlich rund 10.000 Absolvent*innen auf ihre Berufslaufbahn vor und regt sie zu kritischem Denken und selbstbestimmtem Handeln an.

Über die Universität für Bodenkultur Wien (BOKU):

Die BOKU ist mit 2.200 Wissenschafter*innen und 11.000 Studierenden eine der führenden Life-Sciences-Universitäten Europas. Dank der Verknüpfung von Naturwissenschaften, Technik sowie Sozial- und Wirtschaftswissenschaften zeichnen sich Forschung und Lehre durch eine ganzheitliche Herangehensweise an Problemstellungen aus. An der Universität für Bodenkultur Wien gibt es derzeit fünf aktive CD-Labors.

Wissenschaftlicher Kontakt

Assoz.-Prof. Dr. Johannes Kirchmair
Christian Doppler Labor für Molekulare Informatik in den Biowissenschaften Department für Pharmazeutische Wissenschaften
1090 - Wien, Josef-Holaubek-Platz 2 (UZA II)
+43-1-4277-55104
johannes.kirchmair(at)univie.ac.at

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