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Computerprogramm für bessere HIV-Diagnose entwickelt

26.04.2010
Der HIV-Erreger gilt als besonders tückisch, weil er viele außergewöhnliche Eigenschaften besitzt und es versteht, der Kontrolle des menschlichen Immunsystems zu entkommen.

Bis heute gibt es keine Therapie, um das Aids-Virus auszumerzen. Bioinformatiker am Zentrum für Medizinische Biotechnologie der Universität Duisburg-Essen (UDE) haben nun eine neue Computermethode entwickelt, die eine genauere Diagnose und damit eine verbesserte Therapie ermöglichen könnte. Es ist ein Programm, das mit hoher Genauigkeit vorhersagt, welche Korezeptoren ein Virus bevorzugt, um neue Zellen zu infizieren.

In der Behandlung von Aidspatienten gibt es seit einiger Zeit Medikamente, die das Anheften des HI-Virus an Wirtsrezeptoren blockieren. Ein vielversprechender Ansatz: Denn es ist bekannt, dass der Erreger, um in die Wirtszelle zu gelangen, sich an bestimmte Rezeptoren und Korezeptoren bindet. Welche das sind, hängt davon ab, ob der Patient die HIV-Variante „R5“ oder „X4“ im Körper hat.

Das Problem: Die Medikamente sind nur für eine Variante wirksam, man müsste diese also zuvor kennen. Bislang war es jedoch langwierig und aufwändig herauszufinden, mit welchem Virus-Typ ein Betroffener infiziert ist.

Bioinformatikern der UDE unter der Leitung von Prof. Dr. Daniel Hoffmann ist es gelungen, ein automatisiertes zweistufiges Computerverfahren zu entwickeln und gezielt auf solche Molekülbereiche anzuwenden, die für die Bindung an die Wirtsrezeptoren wesentlich sind. Das Rechenverfahren verarbeitet dabei Sequenz- und Strukturdaten vor allem des Glykoproteins gp120, dessen dritte Schleife für den Anheftungsprozess verantwortlich ist.

Schnelle genetische Tests nun möglich

„Was die Vorhersage der R5- oder X4-Korezeptorbindung angeht, erreichen wir mit der zweistufigen Methode eine Genauigkeit von über 95 Prozent.“, erklärt Dr. Dominik Heider, der das Computerprogramm mit seinem Kollegen Nikolaj Dybowski maßgeblich erarbeitet hat. Damit ist die Methode ungefähr so genau wie die sehr viel aufwändigeren experimentellen Verfahren.

„Mit Hilfe unserer Erkenntnisse könnten nun schnelle genetische Tests entwickelt werden, die eine zuverlässige und kostengünstige Aussage über die vorhanden Virusvarianten eines Patienten ermöglichen“, so Nikolaj Dybowski. „Somit könnten die Ärzte besser als bisher eine passgenaue Medikation für jeden einzelnen HIV-Patienten verordnen.“

Das Vorhersageprogramm der Bioinformatiker wurde im Rahmen des Verbund-Projekts „Corus“ entwickelt, das von der UDE koordiniert und vom Bundesforschungsministerium gefördert wird. Die renommierte Zeitschrift PLoS Computational Biology hat die jüngsten Forschungsergebnisse der UDE-Wissenschaftler in seiner aktuellen Ausgabe veröffentlicht:

http://www.ploscompbiol.org/article/info:doi/10.1371/journal.pcbi.1000743

Weitere Informationen: Dr. Lydia Didt-Koziel, Geschäftsführerin des Zentrums für Medizinische Biotechnologie, Tel. 0201/183-3670, lydia.didt-koziel@uni-due.de

Ulrike Bohnsack | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-duisburg-essen.de/
http://www.ploscompbiol.org/article/info:doi/10.1371/journal.pcbi.1000743

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