Das Zentrum für Pathogen-Bioinformatik bietet Fachwissen und Dienstleistungen in den Bereichen Datenmanagement und -analyse von Krankheitserregern, computergestützte molekulare Epidemiologie sowie das damit verbundene Management von Projekten an mehreren Standorten an. Zentrale Datenanalyseplattformen und Dashboards, die während der COVID-19-Pandemie eine wichtige Rolle spielten, tragen zur Mission des Zentrums bei. Sie erleichtern die kohärente Interpretation relevanter Daten, um auf künftige pathogene Bedrohungen vorbereitet zu sein. An der Schnittstelle zwischen öffentlicher Gesundheit und Forschung stellt das Zentrum sicher, dass die Schweiz bei der Datenverwaltung und -analyse, die für die Echtzeitüberwachung erforderlich sind, weiterhin eine Vorreiterrolle einnimmt und Erkenntnisse für evidenzbasierte globale Strategien zur Bekämpfung von Krankheitserregern und zur öffentlichen Gesundheit liefert.
Konzentration auf die Mission der Gruppe
Das Zentrum für Pathogen-Bioinformatik unter der Leitung von Eneida Hatcher koordiniert ein integriertes Ökosystem aus Datenbanken und Tools zur Verfolgung und Erforschung infektiöser Mikroben durch die Analyse ihrer genetischen Sequenzen (genomische Überwachung).
Diese Ressourcen spielten eine wichtige Rolle bei der Bewältigung der COVID-19-Pandemie und bilden weiterhin die Grundlage für die Überwachung und Erforschung von Krankheitserregern auf nationaler und internationaler Ebene – von saisonalen Bedrohungen wie SARS-CoV-2 und Influenza bis hin zu neu auftretenden Gefahren wie antibiotikaresistenten Bakterien und den jüngsten Ebola- und Hantavirus-Ausbrüchen.
Das Zentrum für Pathogen-Bioinformatik ist ein Eckpfeiler der öffentlichen Gesundheit – es verbindet die Menschen, die Pathogendaten erstellen, nutzen und verwalten, und leitet daraus Signale ab, die eine schnellere Reaktion auf Infektionskrankheiten ermöglichen.
An der Schnittstelle zwischen öffentlicher Gesundheit und Forschung bietet das Zentrum:
- bietet den Schweizer Bundesbehörden sowie im Rahmen aller Schweizer Programme zur Endemievorsorge und molekularen Überwachung Fachwissen und Dienstleistungen in den Bereichen Pathogen-Bioinformatik, computergestützte molekulare Epidemiologie und damit verbundenes projektübergreifendes Management an;
- stellt sicher, dass die Schweiz bei der Datenverwaltung und -analyse, die für die Echtzeitüberwachung erforderlich sind, weiterhin eine Vorreiterrolle einnimmt;
- liefert Erkenntnisse für evidenzbasierte globale Strategien zur Bekämpfung von Krankheitserregern und im Bereich der öffentlichen Gesundheit.
Das Zentrum für Pathogen-Bioinformatik stellt Fachwissen, Ressourcen und Dienstleistungen für Akteure entlang der gesamten Datenkette bereit, die an der Pathogenüberwachung, der Reaktion auf Ausbrüche und der Pandemievorsorge beteiligt sind.
Was ist Pathogen-Bioinformatik?
Die Pathogen-Bioinformatik ist ein Fachgebiet, das Prinzipien und Werkzeuge der Bioinformatik kombiniert, um Pathogene – also Organismen, die bei ihren Wirten Krankheiten verursachen, wie Viren, Bakterien, Pilze und Parasiten – zu untersuchen und zu analysieren.
Dieses interdisziplinäre Fachgebiet 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 Pathogen-Bioinformatik spielt eine entscheidende Rolle in der modernen Infektionsforschung und liefert Erkenntnisse, die für die Entwicklung von Präventions- und Notfallmaßnahmen durch öffentliche Behörden unerlässlich sind.
Das Zentrum für Pathogen-Bioinformatik stärkt den Auftrag des SIB, Wissen zu generieren und Mittel für eine weltweit bessere Gesundheit bereitzustellen.
Unterstützung der Bedürfnisse von Akteuren im Bereich Infektionskrankheiten
Auf der Grundlage bestehender und neuer Ressourcen aus dem nationalen Netzwerk des SIB entwickelt das Zentrum für Pathogen-Bioinformatik folgende Aktivitäten, um seine zahlreichen direkten Interessengruppen und die gesamte Forschungsgemeinschaft in diesem Bereich zu unterstützen, darunter insbesondere:
Was ist Pathogen-Bioinformatik?
Die Pathogen-Bioinformatik ist ein Fachgebiet, das Prinzipien und Werkzeuge der Bioinformatik kombiniert, um Pathogene – also Organismen, die bei ihren Wirten Krankheiten verursachen, wie Viren, Bakterien, Pilze und Parasiten – zu untersuchen und zu analysieren.
Dieses interdisziplinäre Fachgebiet 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 Pathogen-Bioinformatik spielt eine entscheidende Rolle in der modernen Infektionsforschung und liefert Erkenntnisse, die für die Entwicklung von Präventions- und Notfallmaßnahmen durch öffentliche Behörden unerlässlich sind.
Das Zentrum für Pathogen-Bioinformatik stärkt den Auftrag des SIB, Wissen zu generieren und Mittel für eine weltweit bessere Gesundheit bereitzustellen.
Datenhosting, -verwaltung, -verarbeitung und -austausch
Das Zentrum bietet Dienstleistungen für Datenerzeuger und Datenanalysten an für:
- die zentrale Speicherung und Verwaltung von Schweizer Molekulardaten zu Krankheitserregern von Bedeutung für die öffentliche Gesundheit;
- Bereitstellung von routinemässiger Bioinformatik- und digitaler Automatisierungsunterstützung für Referenzlabors, Gesundheitsbehörden und Forschungslabors;
- Funktion als Datenvermittler für internationale Datenrepositorien für eine breite Palette von Probentypen, die aus Patienten, Lebensmitteln, Tieren und der Umwelt isoliert wurden.
Entwicklung von Open-Source-Software auf der Grundlage neuester Forschungsergebnisse:
- Infrastruktur für den Datenaustausch, die den globalen Austausch von FAIR-konformen (Findable, Accessible, Interoperable and Reusable) Pathogendaten erleichtert;
- Datenverarbeitungs-Pipelines, die Qualitätskontrolle und -kuratierung sowie Standard- und Spezialmethoden (Typisierung, Assemblierung, Phylogenetik) umfassen und reproduzierbare Datenanalyse sowie Open-Science-Prinzipien unterstützen.
Datenanalysen, Interpretation und fachliche Beratung
- Zusammenarbeit mit Ressourcen, die von SIB-Gruppen im Bereich der Pathogen-Bioinformatik 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 Dashboard für Infektionskrankheiten 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 oder führende Rolle bei internationalen Bemühungen um den FAIR-konformen Zugang zu und Austausch von Pathogendaten, unter anderem durch den Aufbau eines globalen Pathogen Data Network.
- Harmonisierung internationaler Datenstandards und -praktiken durch die Mitgliedschaft von 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, der Global Microbial Identifier und die Public Health Alliance for Genomic Epidemiology (PHA4GE).
Koordinierung integrierter Instrumente zur Pathogenüberwachung
Datenanalyseplattformen und Bioinformatik-Tools sind entscheidend für die reproduzierbare Analyse grosser und komplexer Datensätze. Sie liefern zudem wichtige Echtzeit-Überwachungsinformationen auf der Grundlage der Kombination nationaler und internationaler Daten.
Das Zentrum koordiniert die folgenden strategischen Ressourcen, die innerhalb der SIB-Gruppen entwickelt oder mitentwickelt wurden, auf nachhaltige und synergetische Weise – und im Einklang mit internationalen Initiativen zur Stärkung der Rolle der Schweiz an der Spitze der molekularen Überwachung und der digitalen Transformation.
Weitere Informationen zu den Funktionen sowie zu den jeweiligen Leitungsgremien und Finanzierungsquellen finden Sie auf den jeweiligen Websites der Ressourcen.
Die Swiss Pathogen Surveillance Platform (SPSP) | Sichere „One-Health“-Online-Plattform, die den Austausch von Sequenzierungsdaten zu Erregern und den dazugehörigen klinischen/epidemiologischen Metadaten nahezu in Echtzeit unter kontrollierten Zugriffsbedingungen ermöglicht; die SPSP liefert Daten für das Dashboard des BAG zu Infektionskrankheiten und ist ein Konsortium, dessen Mitglieder hier aufgeführt sind
Nextclade | Kuratierung und Annotation von Datensätzen (Neher-Gruppe, Universität Basel & SIB, gemeinsam mit der Gruppe von Trevor Bedford)
Nextstrain | Wichtiges Überwachungsinstrument während, aber auch schon vor der Pandemie – insbesondere im Bereich der Influenza, wo es die jährliche Impfstoffentwicklung unterstützt (Neher-Gruppe, Universität Basel & SIB, gemeinsam mit der Gruppe von Trevor Bedford)
covSPECTRUM | SARS-CoV-2-Dashboard zur interaktiven Abfrage von Mutationen und Varianten; ein zentrales Werkzeug für Vorschläge zur Pango-Linienbezeichnung (Stadler-Gruppe, ETHZ & SIB)
CoVariants | Referenz für die Übersicht über Varianten und Mutationen (Hodcroft-Gruppe, Swiss-TPH & SIB)
V-pipe | Abschätzung der viralen Genomvielfalt in klinischen und Umweltproben, einschließlich Nachweis und Quantifizierung genomischer Pathogenvarianten im Abwasser sowie Abschätzung ihrer relativen Fitnessvorteile (Beerenwinkel-Gruppe, ETHZ & SIB)
Loculus | Softwarepaket zur Unterstützung mikrobieller Genomdatenbanken und Pathoplexus, einer von Loculus unterstützten Open-Source-Datenbank zur Verbesserung des Austauschs und der Analyse von Genomdaten menschlicher viraler Pathogene (Gruppen von Hodcroft, Neher und Stadler, STPH, UniBas, ETHZ und SIB)
Verbesserung des Austauschs von Daten zu Krankheitserregern
Aufbauend auf langjährigen Kooperationen optimieren die Projekte des Zentrums den Datenaustausch von der lokalen bis zur globalen Ebene weiter.
Pathogen Data Network (PDN). Dieses internationale Vorzeigeprojekt arbeitet daran, ein weltweites Ökosystem aus verknüpften Daten und Tools zu schaffen, um die Forschung und die Maßnahmen des öffentlichen Gesundheitswesens im Kampf gegen Infektionskrankheiten und grössere Ausbrüche zu unterstützen. Das PDN befindet sich nun im zweiten Jahr und nutzt das Fachwissen und die Ressourcen des SIB und der USA, um genaue, schnelle und umfassende Einblicke in zirkulierende und neu auftretende Krankheitserreger zu liefern. Finanziert durch das NIH-NIAID-BRC-Programm. Siehe Nachrichten.
FAIR-Konformität von Ressourcen zur Pathogen-Bioinformatik. Das Ressourcen-Ökosystem des Zentrums wurde durch die Verbesserung der Interoperabilität der Ressourcen und die Bereitstellung eines integrierten Systems zur Analyse und zum Austausch von Genomdaten von Krankheitserregern gestärkt. Diese Arbeit unterstützt zudem die genomische Epidemiologie weltweit. Finanziert durch das Förderprogramm Swissuniversities B3.2 ORD (FAIR-CPB-Projekt). Mehr dazu.
Sicherung der Relevanz durch enge Forschungsbeziehungen
Das Zentrum für Pathogen-Bioinformatik wird von renommierten schweizerischen und internationalen Experten aus den Bereichen Computational Biology, Pathogen-Evolution und Epidemiologie geleitet. Diese enge Verbindung zur Forschung stellt sicher, dass seine Aktivitäten mit neu auftretenden Pathogenen sowie mit neuen Erkenntnissen über Pathogenbiologie, Virulenz, Fitness und mehr Schritt halten.
Organisation
Geschäftsführer:
Eneida Hatcher
Lenkungsausschuss:
Niko Beerenwinkel (Computational Biology)
Emma Hodcroft (EVE Epidemiologie und Virusevolution)
Richard Neher (Mikrobielle Evolution)
Tanja Stadler (Computational Evolution)
Ausgewählte Presseberichte
Lesen Sie die Pressemitteilung auf Deutsch und Französisch zur Einweihung des Zentrums in Bern am 23. Januar 2025.
Über die Eröffnung des Zentrums für Pathogen-Bioinformatik wurde in der Schweizer Presse ausführlich berichtet, unter anderem:
- RTS – Multimedia-Interviews mit der Geschäftsführerin des Zentrums, Aitana Neves, und dem SIB-Direktor 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)
