Pathogen Data Network, Jahr 2: umsetzbare Erkenntnisse gegen Epidemien

Das Pathogen Data Network (PDN) geht in sein zweites Jahr und ermöglicht ein weltweites Ökosystem aus verknüpften Daten und Tools, die die Forschung zu Infektionskrankheiten und Maßnahmen im Bereich der öffentlichen Gesundheit unterstützen. In dieser nächsten Phase liegt der Fokus darauf, das Fachwissen und die Ressourcen des SIB zu nutzen, um Fachkräften im Bereich der öffentlichen Gesundheit genaue, schnelle und umfassende Einblicke in zirkulierende und neu auftretende Krankheitserreger zu verschaffen.

Aktualisierte Projektkonfiguration

Aufgrund neuer NIH-Förderungsvorschriften läuft PDN im zweiten Jahr mit einer aktualisierten Konfiguration, die sich auf Tools konzentriert, die am SIB und mit Partnern in den USA entwickelt wurden. Während sich die technische und organisatorische Grundlage weiterentwickelt hat, bleibt die Mission des Projekts unverändert. Die Initiative baut auch weiterhin auf dem starken internationalen Netzwerk von Interessengruppen auf, das im ersten Jahr aufgebaut wurde, um sicherzustellen, dass ihre Lösungen weltweit breite Anwendung finden und maximale Wirkung erzielen.

Verwertbare Erkenntnisse für die öffentliche Gesundheit aus Pathogendaten

Zu den wichtigsten Errungenschaften des ersten Jahres zählt, dass PDN die Entwicklung des Pathogens Portal bei EMBL-EBI, um die FAIR-Entdeckung von Pathogendaten zu unterstützen – unerlässlich für nachgelagerte Analysen durch Forscher und Fachleute im Bereich der öffentlichen Gesundheit.

Aktualisierte Projektkonfiguration

In der nächsten Phase wird der Fokus auf einer schnelleren und präziseren Verfolgung von Ausbrüchen liegen – insbesondere durch die Unterstützung der Gesundheitsbehörden bei der Vorhersage, welche Pathogenvarianten sich leichter ausbreiten könnten. Eine Reihe ergänzender Ressourcen von SIB-Gruppen wird entwickelt, um anhand öffentlicher Daten umsetzbare Erkenntnisse zu gewinnen, z. B. wo und wann neue Mutationen oder Varianten in Millionen von Datensätzen entdeckt werden, wie sich diese im Laufe der Zeit entwickeln und wie verbreitet sie werden könnten.

Zu den Ressourcen gehören:

GenSpectrum, eine interaktive Plattform, die auf der Software Loculus, die Pathogendaten aus öffentlichen Quellen abfragt und aggregiert und Erkenntnisse öffentlich zugänglich macht;
V-pipe, Nextclade und IMMense für erweiterte Analysen, die in GenSpectrum angezeigt werden;
BEAST2 und Nextstrain für evolutionäre Erkenntnisse, die ebenfalls auf GenSpectrum angezeigt werden.

Ein erstes Jahr mit greifbaren Ergebnissen

PDN, ein Vorzeigeprojekt des Das SIB-Zentrum für Pathogen-Bioinformatik, hat seine Vision im ersten Jahr mit konkreten Ergebnissen vorangetrieben – durch die Unterstützung der Gesundheitsbehörden bei schnelleren Reaktionen, die Entwicklung kritischer Infrastrukturen und die Förderung einer globalen Praxisgemeinschaft. Diese Erfolge legten den Grundstein für die nächste Phase des Projekts. Erfolge anzeigen

Beschleunigung der Erkennung von Ausbrüchen mit Abwasser-Daten

Da Abwasser oft Spuren von Krankheitserregern enthält, die in einer Gemeinde zirkulieren, kann es Ausbrüche aufdecken, noch bevor Fälle in Krankenhäusern auftreten. PDN wird spezifische Entwicklungen von Loculus ermöglichen, um Abwasser-Daten zu verarbeiten, zusätzlich zum aktuellen Umfang der Software für klinische Daten. Eine solche Überwachung bietet eine kostengünstige und nicht-invasive Möglichkeit, die Überwachung der öffentlichen Gesundheit zu stärken.

Ein erstes Jahr mit greifbaren Ergebnissen

Mit KI und Expertenwissen neue Krankheitserreger schneller verstehen

Wenn ein neuer Erreger auftritt, besteht eine der größten Herausforderungen darin, schnell zu verstehen, wie er sich verhält und wie er sich auf Menschen oder andere Wirte auswirken könnte. Ein Teil der Antwort liegt in der Funktion der Proteine des Erregers, die sich aus deren Strukturen ableiten lässt. PDN wird daher die jüngsten revolutionären Fortschritte bei der KI-basierten Vorhersage von Proteinstrukturen nutzen, um Einblicke in die Biologie neuer Erreger zu gewinnen. Diese Erkenntnisse werden in vertrauenswürdige und weit verbreitete Ressourcen wie UniProt und ViralZonehinzugefügt. Dadurch erhalten Wissenschaftler und Gesundheitsbehörden Zugang zu wichtigen Informationen, um auf neu auftretende Krankheiten reagieren zu können.

Ein wichtiges Ziel von PDN ist es, den Datenaustausch für alle zu ermöglichen, nicht nur für gut ausgestattete Labore. Neue Entwicklungen in Loculus werden es Forschern ermöglichen, Rohdaten direkt auszutauschen, selbst in Umgebungen mit begrenzten internen Rechenkapazitäten. Dies senkt die Hürden für die Teilnahme, stellt sicher, dass wertvolle Informationen nicht verloren gehen, und unterstützt nachgelagerte Plattformen wie GenSpectrum und Pathoplexus, einer Datenbank für den effizienten Austausch von Genomdaten menschlicher Viruspathogene. Durch die Erweiterung des Kreises der Mitwirkenden fördert PDN einen gerechteren Zugang zu Daten und erstellt ein umfassenderes globales Bild von Pathogenen, um die Reaktion auf Ausbrüche zu verbessern.

Ethik und Ausbildung bleiben zentral

Neben seinen technischen Innovationen legt PDN weiterhin Wert auf ethische Überlegungen – wie den verantwortungsvollen Umgang mit Abwasserdaten – und investiert in das Training der nächsten Generation von Experten weltweit. Dies geschieht in Zusammenarbeit mit US-amerikanischen Partnern.

Die Co-PIs von PDN sind: