Ermöglichung der genomischen Überwachung aller relevanten Krankheitserreger

Stärkung der Epidemievorsorge

Die Frage ist nicht , ob die Welt mit einer weiteren Pandemie konfrontiert wird, sondern wann. Das SIB steht im Zentrum der Bemühungen zur Verbesserung der Pandemievorsorge und baut dabei auf den Erfahrungen während der COVID-19-Pandemie auf – die dazu beigetragen haben, die Schweiz als weltweit führend in den Bereichen Pathogenüberwachung und datengestützte Massnahmen zu etablieren.

Stärkung nationaler und globaler Infrastrukturen für Pathogendaten

Das Zentrum für Pathogen-Bioinformatik des SIB koordiniert ein nachhaltiges Ökosystem aus Tools und Experten für die kontinuierliche genomische Überwachung aller bedenklichen Krankheitserreger. Dabei wird ein One-Health-Ansatz verfolgt, der die Wechselwirkungen zwischen der Gesundheit von Mensch, Tier und Umwelt berücksichtigt – und der schnell mobilisiert werden kann, um auf Ausbrüche von Infektionskrankheiten und Epidemien zu reagieren.

Zu den Erfolgen und laufenden Projekten im Bereich der Epidemievorsorge gehören:

die Koordination der strategischen Entwicklung wichtiger Werkzeuge und Datenbanken zur Speicherung, Analyse, Weitergabe, Visualisierung und Interpretation genomischer Daten von Krankheitserregern;
die Zentralisierung und Standardisierung aller in der Schweiz gesammelten Genomsequenzen für drei Atemwegsviren und einen lebensmittelbedingten Erreger durch einen erweiterten Auftrag der Schweizer Regierung für eine dieser Datenbanken, die „Swiss Pathogen Surveillance Platform“ (SPSP);
die Ermöglichung der Abwasserüberwachung auf nationaler und internationaler Ebene;
die Unterstützung der weltweiten Forschung zu Infektionskrankheiten und der Massnahmen im Bereich der öffentlichen Gesundheit durch das Pathogen Data Network (PDN).

Zudem wird derzeit daran gearbeitet, dass die SPSP als nationale Schweizer Datenbank für Genomsequenzen von Mikroorganismen, die in der Lebensmittelkette verwendet werden, die neuen EU-Anforderungen an die Lebensmittelsicherheit unterstützt.

Im Fokus: Frühzeitige Erkennung von Ausbrüchen durch Abwasserüberwachung

Erreger lassen sich oft bereits im Abwasser nachweisen, bevor die Zahl der klinischen Fälle zu steigen beginnt. Dies bietet eine kostengünstige Möglichkeit, zirkulierende Stämme in großem Maßstab zu überwachen – und verschafft Gesundheitsbehörden und Krankenhäusern Zeit, die Auswirkungen eines neuen Ausbruchs oder einer neuen Variante abzumildern, beispielsweise durch die Vorbereitung von Impfstoffen und die Bevorratung von Medikamenten.

Wissenschaftler des SIB unterstützen die Abwasserüberwachung auf nationaler und internationaler Ebene.

Sie stellen Datenanalysen und Berichte für das Schweizer Abwasserüberwachungssystem bereit. Genomsequenzen aus routinemässigen Abwasserproben, die von der Eawag entnommen werden, werden von den SIB-Gruppen „NEXUS Personalized Health“ und „Computational Biology“ mithilfe von SIB-Ressourcen (V-pipe, Nextclade und Nextstrain) analysiert, um genomische Variationen zu erkennen und die Entwicklung von Varianten in Echtzeit zu verfolgen. Die Berichte werden an das Bundesamt für Gesundheit weitergeleitet, fließen in dessen Dashboard für Infektionskrankheiten ein und werden auf der Schweizer Plattform zur Pathogenüberwachung, einer weiteren SIB-Ressource, öffentlich zugänglich gemacht. Derzeit werden vier Viren überwacht: SARS-CoV-2, RSV, Influenza A und Influenza B.

Weiterentwicklung der Abwasserüberwachung durch das Pathogen Data Network. Die Arbeit umfasst die Ermöglichung abwasserbasierter Analysen von bakteriellen, pilzlichen und parasitären Krankheitserregern (IMMense, entwickelt von SIB-Wissenschaftlern), die Erstellung öffentlich zugänglicher, interaktiver Abwasser-Dashboards (GenSpectrum, unterstützt von Loculus und V-pipe; alle von SIB-Wissenschaftlern entwickelt) sowie die Abgabe von Empfehlungen an das US-amerikanische Nationale Abwasserüberwachungssystem.

Nutzung der Erkenntnisse aus COVID-19 für die Öffentlichkeitsarbeit

SIB-Wissenschaftler haben einen digitalen Workshop für Studierende und die Öffentlichkeit entwickelt, um die entscheidende Rolle der Bioinformatik während der Pandemie zu erklären, vom Verständnis der Biologie des Virus über die Verfolgung seiner Entwicklung bis hin zur Überwachung seines Vorkommens im Abwasser.

Aufbauend auf den für SARS-CoV-2 entwickelten Bioinformatik-Tools

Das Zentrum für Pathogen-Bioinformatik baut auf den während der COVID-19-Pandemie aufgebauten Ressourcen und Fachkenntnissen auf, die weiterhin als wichtige Instrumente in nationalen und internationalen Genomüberwachungssystemen für SARS-CoV-2 dienen.