Promovendus Mohammed El-Kebir van het Centrum Wiskunde & Informatica (CWI) en de Vrije Universiteit (VU) in Amsterdam heeft een aantal algoritmes ontwikkeld die het farmaceutisch onderzoek naar nieuwe medicijnen verbetert op basis van big data. Eén van de algoritmes maakt computersimulaties sneller en nauwkeuriger. De ander voorspelt de overdraagbaarheid van medicijnen tussen proefdieren en mensen.
Wetenschappers gebruiken computersimulaties om nieuwe moleculen te ontdekken en te testen. Hierdoor kunnen zij sneller nieuwe of betere medicijnen ontdekken. Voor nu kosten deze computersimulaties erg veel tijd. De moleculen van een werkzame stof bestaan vaak uit heel veel atomen. Scheikundigen splitsen elk molecuul in stukjes op basis van chemische eigenschappen.
Eén van de algoritmes van El-Kebir versnelt de simulaties die het effect van medicijnen op het menselijk lichaam voorspelt. De simulatie wordt in een fractie van een seconde uitgevoerd, wat een grote tijdwinst oplevert. Dit vergroot de bruikbaarheid van computersimulaties voor medicijnonderzoek enorm.
Medicijnonderzoek
Het tweede algoritme is van toepassing op medicijnonderzoeken. Onderzoekers testen eerst het effect van nieuwe medicijnen op proefdieren, zoals muizen. Na een positief resultaat, wordt het medicijn bij een klein aantal menselijke proefpersonen toegediend. Slechts een kwart van de onderzoeken komt door deze testfase, omdat de overdraagbaarheid van proefdieren naar de mens niet altijd lukt.
Het algoritme van El-Kebir voorspelt de overdraagbaarheid tussen proefdieren (muizen) en mensen. Het ontdekt patronen in netwerken van genen en stelt vast welke celmechanismen door evolutionaire aanpassingen heen bewaard zijn gebleven. Als een mechanisme bewaard blijft tussen mensen en muizen, dan is het waarschijnlijk ook op dezelfde manier met medicijnen te beïnvloeden. Dit verhoogt de efficiëntie van medicijnonderzoek, zodat er uiteindelijk minder experimenten en daarmee ook minder proefdieren nodig zijn.
El-Kebir verdedigt zijn proefschrift op 27 oktober 2015 aan de VU. Het onderzoek wordt gefinancierd door de Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek (NWO).
