Experten werden sich im September in der Schweiz treffen

Molekulare Big Data – eine neue Waffe für die Medizin

Die Möglichkeit, die Übertragung eines Virus während eines Ausbruchs in Echtzeit zu visualisieren oder die Krebsbehandlung auf der Grundlage der Mutationen in den einzelnen Zellen eines Tumors besser anzupassen, sind nur zwei Beispiele dafür, was molekulare Big Data für die Medizin und Gesundheit weltweit leisten können. Vom 9. bis 11. September bringtdie [ BC]2 Basel Computational Biology Conference, organisiert vom SIB Swiss Institute of Bioinformatics, internationale und in der Schweiz tätige Wissenschaftler aus diesem Bereich zu einer der wichtigsten Veranstaltungen für Bioinformatik in Europa zusammen: eine hervorragende Gelegenheit, um führende Experten aus Bereichen wie Präzisionsonkologie und Infektionskrankheiten zu hören.

Warum ist die Bioinformatik so wichtig?

Der technologische Fortschritt hat uns mit voller Geschwindigkeit in das Genomzeitalter geführt, in dem menschliche Sequenzdaten in exponentiellem Tempo in globale Datenbanken fließen. In Kombination mit der wachsenden Fülle an digitalen Gesundheitsdaten und klinischen Studien versprechen diese Terabytes an Daten wertvolle Einblicke in die biologischen Mechanismen der menschlichen Gesundheit, des Alterns und von Krankheiten. Ohne modernste Berechnungsmethoden, Ressourcen und Lösungen – darunter auch Ansätze des maschinellen Lernens – ist es jedoch praktisch unmöglich, Wissen aus diesen Daten zu extrahieren, geschweige denn klinische Anwendungen abzuleiten. Die [BC]2 Basel Computational Biology Conference hat sich genau zum Ziel gesetzt, den Transfer dieses Know-hows unter den Wissenschaftlern von heute zu fördern.

Auszeichnung der nächsten Generation von Bioinformatikern: die SIB Awards

Im Rahmen der [BC] 2-Konferenz findet auch die Verleihung derSIB Awards statt , mit denen zumzehnten Mal zwei Nachwuchsforschende aus dem In- und Ausland sowie eine für die Life-Science-Community besonders wichtige Ressource im Bereich Bioinformatik (Datenbank oder Software) ausgezeichnet werden. Diese Anerkennung dient als Sprungbrett für junge Forschende und für neue Tools, wie uns frühere Preisträger in einer Reihe von Interviews bestätigt haben .

Schweizer Kompetenz, internationale Reichweite

Die Schweiz verfügt dank des vor 20 Jahren gegründeten SIB Swiss Institute of Bioinformatics über eine lange Tradition in der Kuration und Analyse biologischer Daten. Alle zwei Jahre organisiert das Institutdie[BC]2, die dieses Jahr dazu beitragen soll, die Lücke zwischen Big Data und klinischen Anwendungen zu schließen. Dazu finden eine Reihe von Workshops und Plenarsitzungen statt, in denen der aktuelle Wissensstand vorgestellt wird. Die Konferenz, die renommierte Hauptredner und über 300 Teilnehmer aus aller Welt anzieht, ist tief in der Schweiz verwurzelt und verfügt über ein wissenschaftliches Komitee, das sich ausschließlich aus Gruppenleitern des SIB zusammensetzt, darunter die Co-Vorsitzenden Niko Beerenwinkel (ETH Zürich) und Erik van Nimwegen (Universität Basel). „Die Anwendung von Big Data in der Medizin ist äußerst vielversprechend, aber im Großen und Ganzen müssen diese hohen Erwartungen noch erfüllt werden. Es ist ein echtes Privileg, die weltweit führenden Experten in der Schweiz versammeln zu können, um eine Bestandsaufnahme zu machen und die wichtigsten Herausforderungen für die Verwirklichung dieses Potenzials zu diskutieren“, sagt van Nimwegen.

Von der Präzisionsonkologie bis zu Infektionskrankheiten – was Experten zu sagen haben

Aus den zahlreichen Vorträgen und Diskussionsrunden der Konferenz lassen sich drei Themen von großer Bedeutung herauskristallisieren:

  1. Von Einzelzelldaten zur Präzisionsonkologie: Genomweite Daten aus einzelnen Zellen sind in der Krebsforschung und Präzisionsonkologie unverzichtbar geworden. Die Identifizierung und Interpretation der Folgen von Mutationen in der DNA einzelner Tumorzellen ist entscheidend für die Einstufung des Tumorstadiums und die Auswahl geeigneter Therapien. „Dank neuer Techniken, mit denen wir Tumore auf Einzelzellniveau untersuchen können, ändern wir unseren Ansatz in der Krebsbehandlung: Ein Tumor wird nun als vielfältiges Ökosystem im Kontext des umgebenden Gewebes betrachtet, was den Weg für viel gezieltere Therapien ebnet“, sagt SIB-Gruppenleiter Manfred Claassen (ETH Zürich), Co-Vorsitzender der Sitzung zu Einzelzelldaten.
  2. Von der Sequenzierung von Krankheitserregern zur Bekämpfung von Infektionskrankheiten: Viele Krankheiten werden durch schnell mutierende und zunehmend resistente Mikroorganismen verursacht. Daher ist die Charakterisierung von Krankheitserregern auf molekularer und genomischer Ebene für die Entwicklung von Medikamenten und Impfstoffen sowie für die Überwachung von Krankheitsausbrüchen von entscheidender Bedeutung. „Tools wie NextStrain spielen bereits eine wichtige Rolle bei der Analyse und Verfolgung von Ausbrüchen von Krankheitserregern wie Ebola oder Zika in Echtzeit. Öffentliche Gesundheitsmaßnahmen werden in Zukunft zunehmend auf solche Bioinformatik-Tools angewiesen sein, um ihre Ressourcen zuzuweisen“, sagt SIB-Gruppenleiter Richard Neher (Universität Basel), Co-Vorsitzender der Sitzung zum Thema Evolutionsmedizin.
  3. Biologische Big-Data-Analyse und -Methoden: Letztendlich stammen Big Data aus der Grundlagenforschung aus vielen verschiedenen Quellen und in vielen Formaten (z. B. Sequenz-, Genexpressions- und biochemische Daten). Die Extraktion nützlicher Informationen aus solchen vielfältigen Daten erfordert genau zugeschnittene Werkzeuge und Methoden, darunter spezielle Algorithmen für maschinelles Lernen. „In der Präzisionsmedizin werden maschinelle Lernverfahren immer wichtiger – sowohl um die Vielzahl der Datentypen zu integrieren, die zur Charakterisierung jedes Patienten verwendet werden, als auch um in diesen komplexen, hochdimensionalen Daten versteckte Muster zu identifizieren, die dann als Biomarker für die Anfälligkeit für eine Krankheit verwendet werden können“, sagt Julia Vogt (ETH Zürich), SIB-Gruppenleiterin und Co-Vorsitzende der Sitzung zum Thema „Multi-Level-Datenintegration“.

2019 wird [BC]2 integraler Bestandteil von BASEL LIFE sein, Europas führendem Kongress für Life Sciences, der im Kongresszentrum in Basel stattfindet. Die Veranstaltung fördert somit den wissenschaftlichen Austausch zwischen computergestützten und experimentellen Disziplinen sowie zwischen Wissenschaft und Industrie.

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