Die Entwicklung von Wirkstoffen erfordert nicht nur die Identifizierung von Substanzen, die gezielt gegen eine bestimmte Krankheit wirken, sondern auch deren mechanistische Charakterisierung. Diese erlaubt es, die molekularen Ursachen von Erkrankungen besser zu verstehen und liefert Hinweise auf mögliche Nebenwirkungen von Wirkstoffen. Mithilfe mechanistischer Erkenntnisse können in weiterer Folge neuartige Substanzen mit höherer Effektivität und geringeren Nebenwirkungen entwickelt werden.

Der Forschungsbereich „Wirkstoffe und Wirkungsmechanismen“ in BioHealth beschäftigt sich deshalb sowohl mit dem Screening – also der systematischen Suche nach natürlichen und semisynthetischen Wirkstoffen – als auch mit der Erforschung der zellulären Signalwege, in die solche Wirkstoffe eingreifen. Letzteres inkludiert auch die Suche nach sogenannten „drug targets“, also jenen molekularen Strukturen, an denen Wirkstoffe angreifen, um ihre Wirkung auszuüben. Dabei werden Wirkstoffe und Wirkmechanismen gegen unterschiedliche Krankheiten, insbesondere Krebs, neurodegenerative Erkrankungen wie Alzheimer oder Parkinson, sowie bakterielle und fungale Infektionskrankheiten erforscht. Neben Tiermodellen kommen hierbei auch zelluläre Modellsysteme zum Einsatz, die so realitätsnah wie möglich gestaltet sind (z.B. 3-dimensionale Tumormodelle, Organoide) sowie Simulationen der Blut-Hirn-Schranke, die es u.a. erlaubt, die pharmakologische Verfügbarkeit von Wirkstoffen im Gehirn zu prüfen.

Weiters werden in diesem Biohealth-Forschungsbereich auch Möglichkeiten zur Herstellung existierender und prototypischer Wirkstoffe mittels Biokatalyse untersucht, um mithilfe biologisch abbaubarer Enzyme die Wirkstoffe effizienter, umweltschonender und kostengünstiger zugänglich zu machen.

• Die Funktion oxidierter Phospholipide in der Regulation von Entzündungsmechanismen.
• Entwicklung von Inhibitoren der „adipose triglyceride lipase“ (ATGL) zur Behandlung von Fettleber und Typ-2-Diabetes.
• Inhibierung von Lipasen aus humanpathogenen Bakterien
• Entwicklung von Inhibitoren der Ribosomenbiogenese zur Tumortherapie.
• Entwicklung neuer Biokatalysatoren.
• Verkürzte Herstellungswege medizinisch verwendeter Naturstoffe und aktiver pharmazeutischer Wirkstoffe (APIs).
• Etablierung dreidimensionaler (3D) Tumormodelle und Simulationen der Blut-Hirn-Schranke.    
• Die Antitumor-Wirkungsmechanismen neuartiger Peptide, abgeleitet von der humanen Immunabwehr.
• Untersuchung der Wechselwirkungen von Wirkstoffen mit Membranproteinen, die entweder Wirkstoffziele darstellen oder Wirkstoffresistenzen vermitteln.
• Entwicklung neuer Abgabesysteme für Wirkstoffe (“drug-delivery systems”) in Form von Nanodiscs.
• Entwicklung eukaryotischer und prokaryotischer Membranmodelle und Design sowie Charakterisierung membranaktiver Wirkstoffe, z.B. antimikrobieller Peptide    
• Polyphenole als natürliche Quelle für Wirkstoffe gegen altersassoziierte Erkrankungen.    
• Die antifungale Wirkung von bekannten und neuartigen Flavonoiden, eine bestimmte Gruppe sekundärer Pflanzenmetabolite.