Das Zentrum für Bioinformatik von Krankheitserregern bietet Fachwissen und Dienstleistungen in den Bereichen Datenmanagement und -analyse von Krankheitserregern, computergestützte molekulare Epidemiologie und damit verbundenes Projektmanagement an mehreren Standorten. Kernplattformen für die Datenanalyse und Dashboards, die während der COVID-19-Pandemie eine wichtige Rolle gespielt haben, tragen zur Erfüllung des Auftrags des Zentrums bei. Sie erleichtern die kohärente Interpretation relevanter Daten, um auf künftige Bedrohungen durch Krankheitserreger vorbereitet zu sein. An der Schnittstelle zwischen öffentlicher Gesundheit und Forschung sorgt das Zentrum dafür, dass die Schweiz bei der Datenverwaltung und -analyse, die für die Echtzeitüberwachung erforderlich sind, an der Spitze bleibt und Erkenntnisse für evidenzbasierte globale Strategien zur Bekämpfung von Krankheitserregern und zum Schutz der öffentlichen Gesundheit generiert werden.
Aufträge
- Das Zentrum für Pathogen-Bioinformatik (CPB) bietet Schweizer Bundesbehörden und allen Schweizer Pandemievorsorge- und molekularen Überwachungsprogrammen Fachwissen und Dienstleistungen in den Bereichen Pathogen-Bioinformatik, computergestützte molekulare Epidemiologie und damit verbundenes Multi-Site-Projektmanagement.
- Das CPB stellt sicher, dass die Schweiz bei der für die Echtzeitüberwachung erforderlichen Datenverwaltung und -analyse an der Spitze bleibt.
- Das CPB liefert Erkenntnisse für evidenzbasierte globale Strategien zur Bekämpfung von Krankheitserregern und zum Schutz der öffentlichen Gesundheit.
Das Zentrum stellt Fachwissen, Ressourcen und Dienstleistungen im Bereich der Bioinformatik für Krankheitserreger im Rahmen von Überwachungs-, Pandemievorsorge- und Pandemiebekämpfungsinitiativen bereit.
Was ist Bioinformatik im Bereich Pathogene?
Die Bioinformatik im Bereich der Pathogenforschung ist ein Fachgebiet, das Prinzipien und Werkzeuge der Bioinformatik kombiniert, um Pathogene zu untersuchen und zu analysieren – also Organismen, die in ihren Wirten Krankheiten verursachen, wie Viren, Bakterien, Pilze und Parasiten.
Dieses interdisziplinäre Gebiet nutzt computergestützte Methoden, um die genetischen und molekularen Mechanismen von Krankheitserregern zu verstehen, mit dem Ziel, die Diagnose, Behandlung, Prävention und Überwachung von Krankheitsausbrüchen zu verbessern.
Die Bioinformatik von Krankheitserregern spielt eine entscheidende Rolle in der modernen Infektionsforschung und liefert Erkenntnisse, die für die Entwicklung von Präventions- und Notfallmaßnahmen durch Behörden unerlässlich sind.
Das CPB stärkt die Mission des SIB, Wissen zu generieren und Mittel für eine bessere Gesundheit weltweit bereitzustellen.
Aktivitäten
Auf der Grundlage bestehender und neuer Ressourcen aus dem nationalen Netzwerk von SIB entwickelt das Zentrum die folgenden Aktivitäten, um seine zahlreichen direkten Interessengruppen und die gesamte Forschungsgemeinschaft in diesem Bereich zu unterstützen, darunter insbesondere:
Was ist Bioinformatik im Bereich Pathogene?
Die Bioinformatik im Bereich der Pathogenforschung ist ein Fachgebiet, das Prinzipien und Werkzeuge der Bioinformatik kombiniert, um Pathogene zu untersuchen und zu analysieren – also Organismen, die in ihren Wirten Krankheiten verursachen, wie Viren, Bakterien, Pilze und Parasiten.
Dieses interdisziplinäre Gebiet nutzt computergestützte Methoden, um die genetischen und molekularen Mechanismen von Krankheitserregern zu verstehen, mit dem Ziel, die Diagnose, Behandlung, Prävention und Überwachung von Krankheitsausbrüchen zu verbessern.
Die Bioinformatik von Krankheitserregern spielt eine entscheidende Rolle in der modernen Infektionsforschung und liefert Erkenntnisse, die für die Entwicklung von Präventions- und Notfallmaßnahmen durch Behörden unerlässlich sind.
Das CPB stärkt die Mission des SIB, Wissen zu generieren und Mittel für eine bessere Gesundheit weltweit bereitzustellen.
Datenhosting, -verwaltung, -verarbeitung und -weitergabe
Das Zentrum bietet Dienstleistungen für Datenersteller und Datenanalysten an:
- Zentrales Hosting und Management von Schweizer Moleuldaten zu Krankheitserregern von Bedeutung für die öffentliche Gesundheit.
- Bereitstellung von routinemäßiger Bioinformatik und digitaler Automatisierungsunterstützung für Referenzlabors, Gesundheitsbehörden und Forschungslabors.
- Funktion als Datenbroker für internationale Datenrepositorien.
- Abdeckung einer Vielzahl von Probentypen, die aus Patienten, Lebensmitteln, Tieren und der Umwelt isoliert wurden.
Das Zentrum entwickelt Open-Source-Software auf dem neuesten Stand der Forschung:
- Infrastruktur für den Datenaustausch, die den globalen Austausch von FAIR-konformen Pathogendaten erleichtert.
- Datenverarbeitungs-Pipelines, die Qualitätskontrolle, Kuratierung sowie Standard- und Spezialmethoden (Typisierung, Assemblierung, Phylogenetik) umfassen und reproduzierbare Datenanalysen sowie offene Wissenschaftsprinzipien unterstützen.
Datenanalyse, Interpretation und fachliche Beratung
- Zusammenarbeit mit Ressourcen, die von SIB-Gruppen im Bereich der Bioinformatik von Krankheitserregern und der computergestützten molekularen Epidemiologie entwickelt wurden.
- Entwicklung standardisierter deskriptiver statistischer Analysen und Implementierung integrativer Dashboards und Berichte für Gesundheitsbehörden (z. B. Pathogendatenberichte für das Infektionsdashboard des Bundesamtes für Gesundheit), Forscher und Bürger in der Schweiz und darüber hinaus.
- Bereitstellung spezialisierter Analysen zur Unterstützung von Gesundheitsbehörden.
- Entwicklung neuer Ressourcen, wo Lücken identifiziert werden.
Internationale Zusammenarbeit und Abstimmung
- Aktive/führende Rolle bei internationalen Bemühungen um einen fairen Zugang zu und Austausch von Daten über Krankheitserreger, unter anderem durch die Entwicklung eines globalen Pathogen Data Network.
- Harmonisierung internationaler Datenstandards und -praktiken durch die Mitgliedschaft von Aitana Neves und Emma Hodcroft in der WHO International Pathogen Surveillance Network Community of Practice in Genomics Data.
- Abstimmung und Zusammenarbeit mit anderen internationalen Initiativen und Infrastrukturen, darunter die ELIXIR Pathogen Data Focus Group, Global Microbial Identifier und Public Health Alliance for Genomic Epidemiology (PHA4GE).
Ressourcen
Datenanalyseplattformen und ihre Bioinformatik-Tools sind von zentraler Bedeutung für die reproduzierbare Analyse großer und komplexer Datensätze. Sie liefern außerdem wichtige Echtzeit-Überwachungsinformationen auf der Grundlage einer Kombination nationaler und internationaler Daten.
Nachfolgend finden Sie eine aktuelle Liste der Ressourcen, die innerhalb der SIB-Gruppen entwickelt oder mitentwickelt wurden und direkt zur Mission des Zentrums beitragen. Wir sind bestrebt, diese strategischen Ressourcen auf nachhaltige, koordinierte und synergetische Weise weiterzuentwickeln und dabei internationale Initiativen zu berücksichtigen, um die Rolle der Schweiz an der Spitze der molekularen Überwachung und der digitalen Transformation zu stärken.
Hinweis: Weitere Informationen zu den einzelnen Ressourcen, ihren Funktionen sowie den spezifischen Leitungsgremien und Finanzierungsquellen finden Sie auf den jeweiligen Websites.
Die Swiss Pathogen Surveillance Platform SPSP – eine sichere One-Health-Onlineplattform, die unter kontrolliertem Zugang den Austausch von Sequenzierungsdaten zu Krankheitserregern und den damit verbundenen klinischen/epidemiologischen Metadaten nahezu in Echtzeit ermöglicht. Die SPSP informiert das Dashboard für Infektionskrankheiten des BAG und ist ein Konsortium, dessen Mitglieder hier aufgeführt sind.
Nextclade – Kuratierung und Annotation von Datensätzen (Neher-Gruppe, Universität Basel & SIB, zusammen mit der Gruppe von Trevor Bedford)
Nextstrain – wichtiges Überwachungsinstrument während, aber auch vor der Pandemie, insbesondere für Influenza, wo es die jährliche Impfstoffentwicklung unterstützt (Neher-Gruppe, Universität Basel & SIB, zusammen mit der Gruppe von Trevor Bedford)
covSPECTRUM – SARS-CoV-2-Dashboard für die interaktive Abfrage von Mutationen und Varianten; es wurde zu einem zentralen Werkzeug für Vorschläge zur Pango-Linienzuordnung (Stadler-Gruppe, ETHZ & SIB)
CoVariants – Referenz für einen Überblick über Varianten und Mutationen (Hodcroft-Gruppe, Swiss-TPH & SIB)
V-pipe – Schätzung der viralen Genomvielfalt in klinischen und Umweltproben, einschließlich Nachweis und Quantifizierung genomischer Pathogenvarianten in Abwässern und Schätzung ihrer relativen Fitnessvorteile (Beerenwinkel-Gruppe, ETHZ & SIB)
Loculus – Softwarepaket zur Unterstützung mikrobieller Genomdatenbanken und Pathoplexus – Open-Source-Datenbank, die von Loculus unterstützt wird, um den Austausch und die Analyse genomischer Daten zu humanen Viruspathogenen zu verbessern (Hodcroft, Neher & Stadler Gruppen, STPH, UniBas, ETHZ & SIB)
Projekte
Nachfolgend sind einige Projekte aufgeführt, die unter dem Dach des Zentrums finanziert werden.
FAIRification von Ressourcen zur Bioinformatik von Krankheitserregern im Rahmen des Centre for Pathogen Bioinformatics. Dieses Projekt wird dieses Ökosystem von Ressourcen durch eine verbesserte Interoperabilität und die Bereitstellung eines integrierten Systems zur Analyse und zum Austausch von Genomdaten von Krankheitserregern stärken und damit die genomische Epidemiologie weltweit fördern. Juli 2024 – Juni 2025. Finanziert durch Swissuniversities B3.2 ORD-Förderprogramm. PIs: Tanja Stadler, Niko Beerenwinkel, Richard Neher. Partner: Emma Hodcroft, Aitana Neves.
Pathogen Data Network. Das Pathogen Data Network ist ein globales Konsortium, dessen Ziel es ist, Infrastruktur, Tools, Training, Öffentlichkeitsarbeit und Unterstützung für den Austausch und die Wiederverwendung von FAIR-konformen Daten zu Infektionskrankheiten bereitzustellen. Es wird verschiedene Arten von Biodaten abdecken, darunter Genomik von Wirten und Krankheitserregern, Transkriptomik, Proteine, Signalwege und Netzwerke, Bildgebung und Kohorten. Beteiligt sind 12 Institutionen und 19 Partner aus aller Welt (Sept. 2024 – Juni 2028). Finanziert durch das NIH-NIAID BRC-Programm. Hauptverantwortliche: Aitana Neves.
Organisation
Lenkungsausschuss:
Niko Beerenwinkel (Computational Biology)
Emma Hodcroft (EVE Epidemiologie und Virusentwicklung)
Richard Neher (Mikrobielle Evolution)
Tanja Stadler (Computergestützte Evolution)
Ausgewählte Presseberichte
Lesen Sie die Pressemitteilung in deutscher und französischer Sprache zur Einweihung des Zentrums in Bern am 23. Januar 2025.
Die Eröffnung des Zentrums für Pathogen-Bioinformatik fand in der Schweizer Presse große Beachtung, darunter:
- RTS – Multimedia-Interviews mit der Geschäftsführerin des Zentrums, Aitana Neves, und dem Geschäftsführer des SIB, Christophe Dessimoz (Französisch)
- Le Temps – Interview mit Aitana Neves (Französisch)
- 24 heures – Interview mit Aitana Neves und Christophe Dessimoz (Französisch)
- La Liberté – Interview mit Aitana Neves (Französisch)
- Tages Anzeiger – Interview mit Aitana Neves (Deutsch)
- Radio SRF 1 / Echo der Zeit – Interview mit Aitana Neves und Christophe Dessimoz (Deutsch)
