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Welt-Aids-Tag am 1. Dezember: Webservice geno2pheno in fünf Jahren rund 36.000 Mal befragt
Bioinformatiker am Max-Planck-Institut für Informatik in Saarbrücken bieten einen kostenlosen Webservice für Ärzte, der ihnen dabei hilft, individuell für jeden Aids-Patienten die passende Kombination von Medikamenten auszuwählen. Unter der Leitung von Prof. Thomas Lengauer wurde dieser Webservice jetzt auch auf das Früh-Monitoring einer neuen Generation von Aids-Medikamenten erweitert, die voraussichtlich im kommenden Jahr in Deutschland auf den Markt kommen werden. Anlässlich des Welt-Aids-Tages am 1. Dezember ziehen die Wissenschaftler eine Bilanz des seit genau fünf Jahren bestehenden Webdienstes "geno2pheno". Das Programm wurde in diesem Zeitraum rund 36.000 Mal von Ärzten in Anspruch genommen.
Die Immunschwäche-Krankheit Aids ist weiterhin nicht heilbar. Durch Medikamente kann aber das Leben der Patienten heute deutlich verlängert werden. Da sich die HIV-Erreger jedoch laufend verändern und Resistenzen entwickeln, müssen die verschiedenen Medikamente eines Aids-Patienten immer wieder neu zusammengestellt werden. Von der richtigen Kombination der derzeit rund 20 verfügbaren Medikamente hängt es ab, ob der Krankheitsverlauf eines Aids-Patienten aufgehalten werden kann. Bald werden neue Medikamente auf den Markt kommen, die anders wirken und dadurch das Behandlungsspektrum erweitern. Im vergangenen Jahr haben die Bioinformatiker in Saarbrücken deshalb den schon bestehenden kostenlosen Webdienst des Max-Planck-Instituts f?r Informatik im Hinblick auf ein Früh-Monitoring einer neuen Generation von Aids-Medikamenten weiter entwickelt.
Der im Jahr 2000 von Dr. Niko Beerenwinkel entworfene Webservice "geno2pheno" hilft Ärzten dabei, die passende Kombination von Medikamenten individuell für jeden Aids-Patienten auszuwählen. Dafür wird das im Patientenblut gefundene HIV-Genom sequenziert und dann mit dem Rechner auf bestehende Resistenzen hin untersucht. Diesen Webdienst hat Tobias Sing auf die Überprüfung von neuen Medikamenten, die derzeit in klinischen Studien getestet werden. Sie versuchen die Viren am Eintritt in die Zellen durch das Blockieren von so genannten HIV-Korezeptoren zu hindern.
Auf der Basis von ?ber tausend verschiedenen HIV-Stämmen, f?r die sowohl die Erbinformationen als auch die Korezeptorbenutzung experimentell bestimmt wurden, hat der Bioinformatiker Sing das Vorhersagesystem "geno2pheno[coreceptor]" erarbeitet. Mediziner und Virologen unterstützt dieser neue Service dabei, herauszufinden, ob die neuen Aids-Medikamente ihre vorgesehene Wirkung auch erreichen können. Der Korezeptor ist eine Art Eingangstür in der von HIV befallenden menschlichen Zelle, über die das Virus in die Zelle eindringt, um sich dort zu vermehren. Da beim medikamentösen Blockieren eines HIV-Korezeptors die Virenpopulation auf einen anderen Korezeptor ausweichen könnte, muss die Korezeptorbenutzung während der Behandlung mit einem der neuen Medikamente, die Korezeptoren blockieren, also die entsprechende Tür in die Zelle verschließen, sorgfältig und regelmäßig kontrolliert werden (siehe Grafik unter: http://www.informatik-saarland.de/06.Presse/03.Pressefotos/). Wie bei der Resistenzanalyse auch, ist hier eine genotypische Überwachung mit Hilfe des Webdienstes deutlich günstiger und schneller als aufwendige Laboruntersuchungen. Darüber hinaus wurden seit Juni 2004 bereits über 4.000 Vorhersagen mit seiner Hilfe durchgeführt.
Erst vor kurzem konnten die Saarbrücker das British Columbia Centre for Excellence in HIV/AIDS, Kanadas größte HIV/AIDS-Forschungs-und-Behandlungsstelle als weiteren Kooperationspartner für das Korezeptorprojekt gewinnen. Mit seiner Hilfe konnten die für den Webdienst verwendeten Modelle, die bisher auf Laborstämme basierten, erweitert werden, so dass sie optimal für Daten geeignet sind, wie sie in der klinischen Praxis auftreten. Dort erhält man mit der Erbsequenz einen "Schnappschuss" der ganzen genetisch diversen Virenpopulation im Patienten. Für sie haben die Wissenschaftler jetzt eine Methode entwickelt, die mit dieser Heterogenität optimal umgeht. Außerdem liegen in der klinischen Praxis zusätzlich zur Virussequenz noch weitere Labortests vor (z.B. die Anzahl der Viren im Blut, oder die Anzahl der T-Helfer-Zellen). Auch diese Information wird nun in die Vorhersage einbezogen.
Während das "geno2pheno"-Programm von jedem einzelnen Medikament erfolgreich sagt, ob es noch wirkt oder nicht, gibt es keine Auskunft über den Effekt einer Medikamentenkombination. Aber genau um diese Kombinationen geht es in der klinischen Praxis. Die Saarbrücker Bioinformatiker bieten nun als erste Gruppe weltweit über das Internet einen prototypischen Vorhersageservice, der es erlaubt, den Arzt bei der Auswahl von optimalen Kombinationstherapien zu unterstützen (ebenfalls auf http://www.geno2pheno.org ). Derzeit arbeiten die Forscher daran, in diese Vorhersage weitere Parameter jenseits der Resistenz einzubinden, so zum Beispiel die so genannte "Fitness" bzw. Replikationskapazität des Virus. Ihre neuen Erkenntnisse werden die Bioinformatiker auf der 1. Internationalen Konferenz "Targeting HIV Entry" am 2./3. Dezember in Bethesda (Maryland, USA) sowie auf der Internationalen Konferenz über Retroviren und opportunistische Infektionen in Denver (Colorado, USA) vom 5.-9. Februar 2006 vorstellen.
Die Bioinformatik-Forschergruppe um Prof. Dr. Thomas Lengauer am Max-Planck-Institut für Informatik in Saarbrücken ist bundesweit führend auf dem jungen Gebiet der klinischen Bioinformatik. Sie wurde in diesem Jahr mehrfach mit nationalen und internationalen Preisen bedacht (siehe dazu: http://www.uni-saarland.de/de/medien/2005/06/1119966341). Das HIV Projekt wurde vor einigen Jahren, als Prof. Lengauer noch an der GMD-Forschungszentrum Informationstechnik in der Nähe von Bonn arbeitete, zusammen, mit Kölner und Erlanger Virologen ins Leben gerufen. Die Bioinformatik-Projektpartner sind heute in Saarbrücken, Bonn und Potsdam lokalisiert. Prof. Thomas Lengauer ist außerdem Sprecher des Saarbrücker Zentrums für Bioinformatik, das als eines von bundesweit fünf Bioinformatik-Zentren von der deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) finanziert wird. In dem Zentrum arbeiten Bioinformatiker, Mediziner, Biologen und Pharmazeuten eng zusammen. Schwerpunktthemen sind nicht nur die klinische Aids- und Hepatitis-Forschung, sondern auch die biologische Interpretation des menschlichen Genoms.
Ausführlicher Artikel über die Aidsforschung in Saarbrücken: http://www.magazin-dt.mpg.de/bilderBerichteDokumente/multimedial/mpForschung/200...
Mehr Informationen unter: http://www.zbi.uni-saarland.de und http://www.geno2pheno.org
Pressefotos und Grafik unter: http://www.informatik-saarland.de/06.Presse/03.Pressefotos/
Fragen beantworten Ihnen:
Friederike Meyer zu Tittingdorf (Pressekontakt)
Kompetenzzentrum Informatik der Universität des Saarlandes
Tel. 0681/302-58099
Email: presse@cs.uni-sb.de
http://www.informatik-saarland.de
Tobias Sing
Max-Planck-Institut für Informatik, Saarbrücken
Tel. 0681/9325-315
Email: tobias.sing@mpi-sb.mpg.de
http://www.uni-saarland.de/de/medien/2005/06/1119966341, www.magazin-dt.mpg.de/bilderBerichteDokumente/multimedial/mpForschung/2005/heft03/3_05MPF_19_27.pdf, www.zbi.uni-saarland.de, www.geno2pheno.org, www.informatik-saarland.de/06.Presse/03.Pressefotos/, www.informatik-saarland.de
Criteria of this press release:
Information technology, Medicine, Nutrition / healthcare / nursing
transregional, national
Transfer of Science or Research
German
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