Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entwickeln von Aptamerstrukturen auf Basis einer Gruppe Aptamere mit unterschiedlichen Aptamerstrukturen.

Bei Aptameren handelt es sich um kurze einzelsträngige DNA- oder RNA-Oligonukleotide oder um Peptide, die in der Lage sind, Zielmoleküle aufgrund ihrer dreidimensionalen Ge stalt zu erkennen und spezifisch zu binden. Ist das Aptamer ein Peptid, wird es oft auch als Peptid-Aptamer bezeichnet. Durch die spezifische Bindung der Aptamere an das Zielmo lekül wird beispielsweise das Aufspüren, Nachweisen und Messen bestimmter Stoffe mög lich. Des Weiteren eröffnen Aptamere Möglichkeiten in der Behandlung von Krankheiten, der medizinischen Diagnostik und können als Basis für Biosensoren oder in der Umwelt analytik eingesetzt werden.

Die Interaktion der Aptamere mit ihrem Zielmolekül beruht auf dem Schlüssel-Schloss- Prinzip, wobei die Aptamere selber dreidimensionale Strukturen ausbilden, die dann hoch spezifisch an passende Oberflächenformen der Zielmoleküle binden. Zielmoleküle können dabei sowohl komplexe Gebilde, wie ganze Zellen oder Organismen sein, als auch kleine Moleküle, die nur aus wenigen Atomen bestehen. Damit ein entsprechendes Zielmolekül erkannt und gebunden werden kann, muss zunächst das passende Aptamer gefunden wer den. Die Suche nach den passenden Aptameren und deren Strukturen gleicht einer gigan tischen Partnerschaftsvermittlung auf molekularer Ebene.

Aptamere werden in der Regel nach dem Kriterium einer möglichst hohen spezifischen Bindungsaffinität zu einem ausgewählten Zielmolekül hergestellt. Dazu erstellt man große Zufallsbibliotheken an Aptameren mit unterschiedlicher Aptamerstrukturen und sucht über einen Kreisprozess (SELEX-Verfahren, Systematische Evolution von Liganden durch ex ponentielle Anreicherung) die Aptamere heraus, die das Zielmolekül am stärksten binden. Hierbei werden die Aptamer-Kandidaten mit immobilisierten Zielmolekülen vermischt und die nicht gebundenen weggewaschen. Zurück bleiben Kandidaten, die eine hohe Af finität für das Zielmolekül besitzen. Diese vermehrt man über Polymerase-Kettenreaktion (polymerase chain reaction, PCR) und beginnt einen neuen Zyklus von Bindung und Wegwaschen der schwächer gebundenen Kandidaten. Nach mehreren Durchgängen erhält man ein oder zwei Aptamere, die eine hohe Bindungsaffmität an das Zielmolekül aufwei sen.

Allerdings ist dieses Verfahren nicht imstande, Aptamere bzw. Aptamerstrukturen mit Hinblick auf mögliche Wirkungen und/oder therapeutischen Effekte herauszusuchen, da das Auswahlkriterium die Bindungsaffmität zum Zielmolekül ist. Um Aptamerstrukturen für therapeutische Anwendungen zu entwickeln, sind aufwändige Tests an Zellen und/oder an Versuchstieren notwendig. Daher ist die Entwicklung neuer Aptamerstrukturen für the rapeutische Zwecke sehr teuer und das Risiko eines Ausfalls ist beträchtlich.

Von dieser Problematik ausgehend ist es die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren bereit zustellen, bei dem Aptamerstrukturen auch im Hinblick auf einen therapeutischen Effekt entwickelt werden und das zugleich mit geringem Aufwand durchgeführt werden kann.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs gelöst. Be vorzugte Weiterbildungen finden sich in den Unteransprüchen.

Erfindungsgemäß wird also ein Verfahren zum Entwickeln von Aptamerstrukturen auf Ba sis einer Gruppe Aptamere mit unterschiedlichen Aptamerstrukturen bereitgestellt, wobei das Verfahren einen in-vitro/in-vivo Kreisprozess, ein in-silico Modell und einen in-silico Kreisprozess umfasst, mit den Schritten:

a) Bereitstellen einer ersten Gruppe Aptamere mit unterschiedlichen Aptamerstruktu ren,

b) Einbringen der ersten Gruppe Aptamere in den in-vitro/in-vivo Kreisprozess, c) Bestimmen von Fitnesswerten der Aptamere der ersten Gruppe Aptamere mittels ei ner Messung im in-vitro/in-vivo Kreisprozess,

d) Trainieren des in-silico Modells mittels der bestimmten Fitnesswerte und der Apta merstrukturen,

e) Einbringen der Aptamerstrukturen der ersten Gruppe Aptamere in den in-silico Krei sprozess,

f) Bereitstellen einer zweiten Gruppe Aptamerstrukturen auf Basis der Aptamerstruk turen der ersten Gruppe Aptamere im in-silico Kreisprozess g) Bestimmen der Fitnessweite der zweiten Gruppe Aptamerstrukturen mittels des trai nierten in-silico Modells im in-silico Kreisprozess,

h) Auswählen einer Subgruppe Aptamerstrukturen aus der zweiten Gruppe Apta merstrukturen auf Basis der bestimmten Fitnesswerte und

i) Verwenden der ausgewählten Subgruppe Aptamerstrukturen zum Bereitstellen einer ersten Gruppe Aptamere mit unterschiedlichen Aptamerstrukturen in Schritt a).

Der Kern der Erfindung ist damit die Kombination des in-vitro/in-vivo Kreisprozesses mit dem in-silico Kreisprozess, wobei die beiden Kreisprozesse über das in-silico Modell mit einander verbunden sind. Das Verfahren ist selbst als Kreisprozess gestaltet. Das Verfah ren nutzt zum Entwickeln von Aptamerstrukturen also eine Kombination aus computerun terstützten Schritten (in-silico) und Schritten, die im Reagenzglas (in-vitro) und/oder in einem Versuchstier (in-vivo) durchgeführt werden. Aufgrund der Kombination des in- vitro/in-vivo Kreisprozesses mit dem in-silico Modell und dem in-silico Kreisprozess, kann die Entwickeln von Aptamerstrukturen stark beschleunigt werden. Des Weiteren be zieht das erfindungsgemäße Verfahren durch den in-vitro/in-vivo Kreisprozess und durch die Verwendung des in-silico Modells den therapeutischen Effekt eines Aptamers in die Entwicklung von Aptamerstrukturen ein. Somit führt das Verfahren zu einer Steigerung der Effizienz und Erfolgsquote im Entwicklungsprozess.

Bei dem Verfahren wird im ersten Schritt a) die erste Gruppe Aptamere mit unterschiedli chen Aptamerstrukturen bereitgestellt. Im Sinne der Erfindung wird unter der ersten Gruppe Aptamere also eine Gruppe an kurzer einzelsträngiger DNA- oder RNA-Oligo- nukleotide oder eine Gruppe an Peptiden verstanden. Die Aptamere in der ersten Gruppe weisen unterschiedliche Aptamerstrukturen auf, sprich: die einzelnen Aptamere in der ers ten Gruppe weisen unterschiedliche Nukleotidsequenzen oder Peptidsequenzen auf. In an deren Worten handelt es sich beim Aptamer um das Oligonukleotid oder Peptid und bei der Aptamerstruktur um die entsprechende Basensequenz oder Peptidsequenz.

Im Schritt b) des Verfahrens wird diese erste Gruppe Aptamere in den in-vitro/in-vivo Kreisprozess eingebracht. In einem weiteren Schritt c) werden im in-vitro/in-vivo Kreisprozess die Fitnesswerte der Aptamere der ersten Gruppe mittels einer Messung bestimmt. Im Sinne der Erfindung han delt es sich bei dem Fitnesswert des Aptamers um eine Kennzahl für den therapeutischen Effekt, den das Aptamer ausübt. Es ist möglich, dass mehrere unterschiedliche Messergeb nisse zusammen den Fitnesswert des Aptamers bestimmen. Beispielsweise kann der Fit nesswert durch einen Vektor mit unterschiedlichen Einträgen für die verschiedenen Mes sergebnisse dargestellt werden. Zum Beispiel kann es sich beim Fitnesswert um einen Vi talwert eines Versuchstieres handeln, um einen Konzentrations wert eines Botenstoffes in einer Zelle oder um eine Kombination der beiden. Nach dem Schritt c) ist also für jede Aptamerstruktur, die in der ersten Gruppe Aptamere vertreten ist, der Fitnesswert bekannt, da er für das Aptamer, das diese Aptamerstruktur aufweist mittels der Messung bestimmt wurde.

Im weiteren Schritt d) werden die in Schritt c) bestimmten Fitnesswerte und die jeweiligen zugehörigen Aptamerstrukturen verwendet, um das in-silico Modell zu trainieren. Das in- silico-Modell verknüpft die Aptamerstruktur mit dem jeweiligen Fitnesswert. Es kann ein mathematisches Modell sein, das die biologischen Prozesse modelliert, wie beispielsweise ein System gekoppelter Differentialgleichungen. Es kann sich beim in-silico-Modell um ein datenbasiertes Modell handeln, wie beispielsweise ein neuronales Netzwerk. Bevor zugt ist das in-silico-Modell adaptierbar ausgestaltet, so dass es aufgrund des Trainings mit den Fitnesswerten und den Aptamerstrukturen die biologischen Prozesse verbessert abbildet.

Im Schritt e) des Verfahrens werden die Aptamerstrukturen der ersten Gruppe Aptamere in den in-silico Kreisprozess eingebracht. Im in-silico Kreisprozess findet dann im weite ren Schritt f) ein Bereitstellen einer zweiten Gruppe Aptamerstrukturen auf Basis der ein- gebrachten Aptamerstrukturen statt. In Schritt f) werden also mithilfe eines Algorithmus die zweite Gruppe Aptamerstrukturen erstellt und zwar auf Basis der Aptamerstrukturen der ersten Gruppe Aptamere. Das Bereitstellen der zweiten Gruppe Aptamerstrukturen kann beispielsweise ein Auswählen und/oder ein Verändern der Aptamerstrukturen der ersten Gruppe Aptamere umfassen. Beispielsweise können einige Aptamerstrukturen der ersten Gruppe zufällig ausgewählt und verändert werden, um so die zweite Gruppe Aptamerstrukturen bereitzustellen. Alternativ kann auch eine Auswahl der Aptamerstruk- turen aufgrund der Fitnesswerte erfolgen.

Der weitere Schritt g) findet auch im in-silico Kreisprozess statt, wobei dabei die Fitness werte der zweiten Gruppe Aptamerstrukturen mittels des trainierten in-silico Modells be stimmt werden. Das in-silico-Modell, welches in Schritt d) trainiert wurde, wird im Schritt g) also als Vorhersagemodell verwendet, um die Fitnesswerte der zweiten Gruppe Apta merstrukturen zu bestimmen. Nach diesem Schritt sind also die Fitnesswerte der Apta merstrukturen der zweiten Gruppe Aptamerstrukturen bekannt.

In Schritt h) findet dann auf Basis dieser zuvor bestimmten Fitnesswerte eine Auswahl einer Subgruppe an Aptamerstrukturen aus der zweiten Gruppe Aptamerstrukturen statt. Beispielsweise können diejenigen Aptamerstrukturen der zweiten Gruppe Aptamerstruk turen ausgewählt werden, die einen besonders hohen vorhergesagten Fitnesswert aufwei sen.

Im weiteren Schritt i) findet dann ein Verwenden der ausgewählten Subgruppe Apta merstrukturen zum Bereitstellen der ersten Gruppe Aptamere mit unterschiedlichen Apta merstrukturen in Schritt a) statt. Mit anderen Worten schließt sich hier der Kreisprozess, denn die Subgruppe Aptamerstrukturen wird dazu verwendet, um Aptamere für den in- vitro/in-vivo Kreisprozesses herzustellen.

Wie bereits erwähnt, handelt es sich beim erfindungsgemäßen Verfahren selbst um einen Kreisprozess. Im Hinblick auf eine therapie-orientierte Entwickelung der Aptamerstruktu ren ist in einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass die Schritte des Verfahrens mehrfach als Gesamt-Kreisprozess durchgeführt werden. Durch das mehrfache Durchlaufen des Verfahrens können Aptamerstrukturen entwickelt werden, die die Thera pieziele möglichst gut erreichen. Insbesondere das Bestimmen der Fitnesswerte der Apta mere mittels einer Messung im in-vitro/in-vivo Kreisprozess (Schritt c) und das Auswäh len der Subgruppe Aptamerstrukturen aus der zweiten Gruppe Aptamerstrukturen auf Ba sis der bestimmten Fitnesswerte im in-silico Kreisprozess (Schritt h) stellen sicher, dass die Aptamerstrukturen therapie-orientiert entwickelt werden. Des Weiteren ermöglicht das mehrfache Durchlaufen des erfmdungsgemäßen Verfahrens, dass das in-silico Modell in Schritt d) jeweils mit neuen Fitnesswerten und Aptamerstrukturen trainiert wird und so seine Vorhersagekraft stetig verbessert wird.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass in Schritt a) das Bereitstellen der ersten Gruppe Aptamere mit unterschiedlichen Aptamerstrukturen ein Synthetisieren von Aptameren mit den unterschiedlichen Aptamerstrukturen umfasst. Es handelt sich beim Bereitstellen in Schritt a) also um einen Syntheseprozess, bei dem die erste Gruppe Aptamere chemisch synthetisiert wird und nicht biologisch exprimiert wird.

Wie bereits beschrieben umfasst das Verfahren zwei Kreisprozesse, nämlich den in- vitro/in-vivo Kreisprozesses sowie den in-silico Kreisprozess, wobei das Verfahren selbs als Kreisprozess gestaltet ist. In Zusammenhang mit dem in-silico Kreisprozess ist gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass das Verfahren im in-si lico Kreisprozess nach Schritt h) zusätzlich den folgenden Schritt umfasst: hl) Verwenden der ausgewählten Sub gruppe Aptamerstrukturen als Aptamerstrukturen der ersten Gruppe Aptamere zum Bereitstellen einer zweiten Gruppe Aptamerstrukturen im in-silico Kreis prozess in Schritt f). Dies bedeutet, dass der in-silico Kreisprozess derart gestaltet ist, dass er unabhängig vom in-vitro/in-vivo Kreisprozesses mehrfach durchgeführt werden kann.

Die in Schritt h) auf Basis der bestimmten Fitnesswerte ausgewählte Subgruppe Apta merstrukturen aus der zweiten Gruppe Aptamerstrukturen, wird also wieder im in-silico Kreisprozess verwendet, um in Schritt f) eine weitere zweite Gruppe Aptamerstrukturen bereitzustellen. Dies führt insbesondere dazu, dass das Verfahren sehr kostengünstig und schnell ist, da der in-silico Kreisprozess mehrere tausend Male unabhängig vom in- vitro/in-vivo Kreisprozesses durchgeführt werden kann. So können auf günstige und schnelle Weise Aptamerstrukturen entwickelt werden. Die Auswahl der Subgruppe an Ap tamerstrukturen aus der zweiten Gruppe Aptamerstrukturen im Schritt h) im in-silico Krei sprozess findet auf Basis der zuvor bestimmten Fitnesswerte statt. Somit ist das Selekti onskriterium für den in-silico Kreisprozess, wie hoch der zu erwartende therapeutische Nutzen eine bestimme Aptamerstruktur ist. Der zu erwartende therapeutische Nutzen wird dabei mittels des in-silico-Modells vorhergesagt, indem im Schritt g) die Fitnesswerte der zweiten Gruppe Aptamerstrukturen bestimmt werden. In diesem Zusammenhang ist gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der Erfin dung vorgesehen, dass in Schritt f) das Bereitstellen der zweiten Gruppe Aptamerstruktu- ren auf Basis der Aptamerstrukturen der ersten Gruppe Aptamere ein Bereitstellen einer zweiten Gruppe Aptamerstrukturen auf Basis der Aptamerstrukturen der ersten Gruppe Aptamere mittels eines evolutionären Algorithmus umfasst. Die zweite Gruppe Apta merstrukturen, welche auf Basis der Aptamerstrukturen der ersten Gruppe Aptamere be reitgestellt wird, wird also mittels des evolutionären Algorithmus bereitgestellt. Der evo lutionäre Algorithmus evolviert in Anlehnung an natürliche Prozesse die Aptamerstruktu ren der ersten Gruppe Aptamere, um so die zweite Gruppe Aptamerstrukturen bereitzu stellen. Dabei kann vorgesehen sein, dass der evolutionäre Algorithmus die Aptamerstruk turen der ersten Gruppe Aptamere nach dem Zufallsprinzip verändert (mutiert), um die zweite Gruppe Aptamerstrukturen bereitzustellen. Alternativ oder zusätzlich kann vorge sehen sein, dass der evolutionäre Algorithmus die Aptamerstrukturen der ersten Gruppe Aptamere miteinander kombiniert (kreuzt), um die zweite Gruppe Aptamerstrukturen be reitzustellen.

In Zusammenhang mit dem evolutionären Algorithmus ist gemäß einer bevorzugten Wei terbildung der Erfindung vorgesehen, dass in Schritt f) das Bereitstellen der zweiten Gruppe Aptamerstrukturen auf Basis der Aptamerstrukturen der ersten Gruppe Aptamere ein Bereitstellen verschiedener Basen- und/oder Peptidsequenzen umfasst. Bevorzugt ver ändert der evolutionäre Algorithmus also die Basen- und/oder Peptidsequenz der Apta merstrukturen der ersten Gruppe Aptamere, um die zweiten Gruppe Aptamerstrukturen bereitzustellen.

Gemäß einer bevorzugen Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Verfahren im in-vitro/in-vivo Kreisprozess nach Schritt c) zusätzlich die folgenden Schritte umfasst: cl) Auswählen einer Subgruppe Aptamere aus der ersten Gruppe Aptamere auf Basis einer Bindungsaffmität der Aptamere zu einem Zielmolekül, und

c2) Verwenden der ausgewählten Sub gruppe Aptamere als erste Gruppe Aptamere zum Einbringen in den in-vitro/in-vivo Kreisprozess in Schritt b).

In Analogie zum in-silico Kreisprozess ist auch der im in-vitro/in-vivo Kreisprozess, derart gestaltet, dass er unabhängig vom in-silico Kreisprozess durchgeführt werden kann. Im Gegensatz zum in-silico Kreisprozess ist das Selektionskriterium allerdings nicht der zu erwartende therapeutische Nutzen, sondern die Bindungsaffinität des Aptamers zum Ziel molekül.

Alternativ zu dieser Ausgestaltung des in-vitro/in-vivo Kreisprozesses ist gemäß einer be vorzugten Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass das Verfahren im in-vitro/in- vivo Kreisprozess nach Schritt c) zusätzlich die folgenden Schritte umfasst:

cl) Auswählen einer Subgruppe Aptamere aus der ersten Gruppe Aptamere auf Basis einer Bindungsaffinität der Aptamere zu einem Zielmolekül,

c2‘) Bereitstellen einer Gruppe veränderter Aptamere auf Basis der ausgewählten Apta mere durch Mutation, und

c3‘) Verwenden der Gruppe veränderter Aptamere als erste Gruppe Aptamere zum Ein bringen in den in-vitro/in-vivo Kreisprozess in Schritt b).

Hier werden also im in-vitro/in-vivo Kreisprozesses die ausgewählten Aptamere durch Mutation verändert. Das Selektionskriterium ist weiterhin die Bindungsaffinität des Apta mers zum Zielmolekül.

Im in-vitro/in-vivo Kreisprozesses findet ebenfalls das Bestimmen der Fitnesswerte der Aptamere statt. Wie bereits erwähnt ist im Sinne der Erfindung der Fitnesswert des Apta mers eine Kennzahl für den therapeutischen Effekt, den das Aptamer ausübt. In diesem Zusammenhang ist in einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass in Schritt c) das Bestimmen von Fitnesswerten der Aptamere der ersten Gruppe mittels einer Messung im in-vitro/in-vivo Kreisprozess ein Bestimmen eines Effektes der Aptamere auf eine Zelle, einen Zellprozess und/oder auf ein Versuchstier umfasst. Um den Fitnesswert zu messen, wird also bevorzugt der Effekt der Aptamere auf eine Zelle, einen Zellprozess und/oder ein Versuchstier bestimmt. Beispielsweise kann es sich um das Bestimmen von Vitalwerten bei einem Versuchstier handeln. Des Weiteren kann es sich um ein Bestimmen einer Konzentration eines Stoffwechselproduktes in einer Zelle handeln, nachdem die Ap tamere in die Zelle eingebracht wurden. Bevorzugt handelt es sich beim Bestimmen des Effektes um ein zeitaufgelöstes Bestimmen des Effektes. Der Effekt des Aptamers wird also bevorzugt zu unterschiedlichen Zeiten nach Einbringen des Aptamers auf die Zelle, den Zellprozess und/oder das Versuchstier bestimmt. Wie bereits erwähnt wird mit den gemessenen Fitnesswerten das in-silico Modell trainiert. In diesem Zusammenhang ist in einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung vorgese hen, dass in Schritt d) das Trainieren des in-silico Modells mittels der bestimmten Fitness werte und der Aptamerstrukturen ein Trainieren eines neuronalen Netzes und/oder eines Petri-Netzes umfasst. Beim in-silico Modell handelt es sich also bevorzugt um ein neuro nales Netz und/oder ein Petri-Netzt. Insbesondere Petri-Netze sind geeignet um deskriptive systembiologische Modelle für zelluläre Vorgänge und/oder für systemische Interaktionen zwischen Medikament und Organismus zu beschreiben. Allerdings setzten Petri-Netze als zustandsbasierte Modelle voraus, dass die Fitnesswerte mit denen die Petri-Netze trainiert werden, in Abhängigkeit der Zeit bestimmt werden. Bei neuronalen Netzen handelt es sich im Wesentlichen um datengetriebene Modelle, die mittels den gemessenen Fitnesswerten und den Aptamerstrukturen trainiert werden. Sie haben den Vorteil, dass dafür auch stati onäre Messergebnisse der Fitnesswerte verwendet werden können.

Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung anhand eines be vorzugen Ausführungsbeispiels exemplarisch erläutert.

In der Zeichnung zeigt die einzige Figur (Figur 1) ein Kreislaufdiagramm eines Verfahrens zum Entwickeln von Aptamerstrukturen gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.

Figur 1 zeigt schematisch ein Kreislaufdiagramm des Verfahrens zum Entwickeln von Ap tamerstrukturen auf Basis einer Gruppe Aptamere mit unterschiedlichen Aptamerstruktu ren. Das Verfahren umfasst einen in-vitro/in-vivo Kreisprozess 10 und einen in-silico Krei sprozess 12, die über ein in-silico Modell miteinander verbunden sind. Das Verfahren ist selbst als Gesamt-Kreisprozess 14 gestaltet. Im ersten Schritt a) wird eine erste Gruppe Aptamere mit unterschiedlichen Aptamerstrukturen bereitgestellt.

Im Schritt b) des Verfahrens wird diese erste Gruppe Aptamere in den in-vitro/in-vivo Kreisprozess 10 eingebracht.

In einem weiteren Schritt c) werden im in-vitro/in-vivo Kreisprozess 10 die Fitnesswerte der Aptamere der ersten Gruppe mittels einer Messung bestimmt. Im weiteren Schritt d) werden die in Schritt c) bestimmten Fitnesswerte und die jeweiligen zugehörigen Aptamerstrukturen verwendet, um das in-silico Modell zu trainieren. Das in- silico-Modell verknüpft die Aptamerstruktur mit dem jeweiligen Fitnesswert und verbin det so den in-vitro/in-vivo Kreisprozess 10 mit dem in-silico Kreisprozess 12.

Im Schritt e) des Verfahrens werden die Aptamerstrukturen der ersten Gruppe Aptamere in den in-silico Kreisprozess 12 eingebracht.

Im in-silico Kreisprozess findet dann im weiteren Schritt f) ein Bereitstellen einer zweiten Gruppe Aptamerstrukturen auf Basis der eingebrachten Aptamerstrukturen statt.

Im hier bevorzugten Ausführungsbeispiel findet dieser Schritt f) mittels eines evolutionä ren Algorithmus statt. Der evolutionäre Algorithmus evolviert die Aptamerstrukturen der ersten Gruppe Aptamere, um so die zweite Gruppe Aptamerstrukturen bereitzustellen. Ins besondere evolviert der evolutionäre Algorithmus die Basen- und/oder Peptidsequenz der Aptamerstrukturen der ersten Gruppe Aptamere.

Im weiteren Schritt g) werden die Fitnesswerte der zweiten Gruppe Aptamerstrukturen mittels des trainierten in-silico Modells bestimmt. Das in-silico-Modell, welches in Schritt d) trainiert wurde, wird im Schritt f) als Vorhersagemodell verwendet, um die Fitnesswerte der zweiten Gruppe Aptamerstrukturen zu bestimmen. Nach diesem Schritt sind also die Fitnesswerte der Aptamerstrukturen der zweiten Gruppe Aptamerstrukturen bekannt.

In Schritt g) findet dann auf Basis dieser zuvor bestimmten Fitnesswerte eine Auswahl einer Subgruppe an Aptamerstrukturen aus der zweiten Gruppe Aptamerstrukturen statt.

Diese ausgewühlte Subgruppe Aptamerstrukturen wird im weiteren Schritt i) verwendet, um die ersten Gruppe Aptamere mit unterschiedlichen Aptamerstrukturen in Schritt a) be reitzustellen. Der Gesamt-Kreisprozess 14 schließt sich hier also.

Im hier bevorzugten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass der in-silico Kreisprozess 12 nach Schritt h) zusätzlich den Schritt hl) Verwenden der ausgewählten Subgruppe Aptamerstrukturen als Aptamerstrukturen der ersten Gruppe Aptamere zum Bereitstellen einer zweiten Gruppe Aptamerstrukturen im in-silico Kreisprozess 12 in Schritt f) umfasst. Somit kann der in-silico Kreisprozess 12 unabhängig vom in-vitro/in-vivo Kreisprozess 10 durchgeführt werden kann. Das Selektionskriterium im in-silico Kreisprozess 12 ist dabei der zu erwartende therapeutische Nutzen der Aptamerstruktur.

Ebenfalls ist im hier bevorzugten Ausführungsbeispiel vorgesehen, dass im in-vitro/in- vivo Kreisprozess 10 nach Schritt c) zusätzlich die folgenden Schritte durchgeführt wer den:

cl) Auswählen einer Subgruppe Aptamere aus der ersten Gruppe Aptamere auf Basis einer Bindungsaffinität der Aptamere zu einem Zielmolekül, und

c2) Verwenden der ausgewählten Sub gruppe Aptamere als erste Gruppe Aptamere zum Einbringen in den in-vitro/in-vivo Kreisprozess in Schritt b).

In Analogie zum in-silico Kreisprozess 12 ist auch der im in-vitro/in-vivo Kreisprozess 10, derart gestaltet, dass er unabhängig vom in-silico Kreisprozess 12 durchgeführt werden kann. Im Gegensatz zum in-silico Kreisprozess ist das Selektionskriterium allerdings nicht der zu erwartende therapeutische Nutzen, sondern die Bindungsaffinität des Aptamers zum Zielmolekül.

Bezugszeichenliste

10 in-vitro/in-vivo Krei sprozess

12 in-silico Kreisprozess 14 Gesamt-Kreisprozess