Infektionsforschung mit digitalen Mitteln

Barbara Schick,

Zentrum für Data Science gegründet

Beim Bernhard-Nocht-Institut für Tropenmedizin (BNITM) wird in einem "Data Science Centre" daran gearbeitet, alle Forschungssektionen des BNITM zu vernetzen und mit modernen digitalen Technologien den Weg für neue wissenschaftliche Erkenntnisse zu ebnen.

Die moderne Infektionsforschung produziert in rasantem Tempo riesige Datenmengen, von genetischen Informationen über Krankheitserreger bis hin zu epidemiologischen und klinischen Daten. Ohne leistungsfähige computergestützte Methoden bleiben viele dieser Daten unverbunden und ungenutzt. Daher sollen über das neue Zentrum Strukturen geschaffen werden, um Daten aus allen fünf Forschungssektionen des BNITM zusammenzuführen und mit innovativen bioinformatischen Verfahren und künstlicher Intelligenz (KI) zu analysieren und für die Forschungsgemeinschaft zugänglich zu machen. Prof. Dr. Thomas Otto leitet die neue Abteilung "Computational Infection Biology" des Zentrums. Otto hat langjährige Erfahrung in Bioinformatik und Genomik.

Prof. Dr. Jürgen May. © BNITM | Dino Schachten

"Die Datenflut in der Infektionsforschung ist Chance und Herausforderung zugleich. Mit dem neuen Zentrum schaffen wir die Voraussetzungen, unsere vielfältigen Daten nicht länger isoliert zu betrachten und die Infektionsforschung auf die nächste Stufe zu heben. Innovative computergestützte Forschung ist kein Add-on mehr, sondern Kern der modernen Infektionsforschung", sagt Prof. Dr. Jürgen May, Vorstandsvorsitzender des BNITM. "Unsere Daten entfalten ihren vollen Nutzen erst, wenn wir sie teilen, verknüpfen und systematisch auswerten."

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Prof. Dr. Thomas Otto. © BNITM | Dino Schachten

In der neuen Abteilung "Digitale Infektionsbiologie" von Prof. Dr. Thomas Otto soll der Frage nachgegangen werden, wie Krankheitserreger sich entwickeln, anpassen, mit dem menschlichen Körper interagieren und Krankheiten auslösen. Diese Erkenntnisse sollen dann dabei helfen, neue Möglichkeiten für Behandlung, Intervention und Prävention zu erschließen. Dazu möchten Otto und sein Team bioinformatische Methoden entwickeln, die von der Genom- und Transkriptomanalyse bis hin zu innovativen KI-gestützten Verfahren reichen. Ein Schwerpunkt der Arbeiten wird sein, komplexe Datensätze so aufzubereiten, dass sie allen Forschenden im Haus und darüber hinaus zugänglich werden – sei es durch benutzerfreundliche Analysepipelines, durch gemeinsame Workshops, internationale Summer Schools oder durch neue Formen des Trainings wie Datathons, bei denen Forschende gemeinsam an großen Datensätzen arbeiten. Ab 1. Oktober 2025 wird Otto zudem seine Professur "Pathogenom Bioinformatik" an der Universität Hamburg antreten; die Berufung erfolgte gemeinsam mit dem BNITM. Dort wird er Lehre und Ausbildung in Bioinformatik stärken und die enge Vernetzung zwischen BNITM und der Universität weiter ausbauen.

"Ich freue mich sehr, hier am BNITM meine Arbeit aufzunehmen. Mein Ziel ist es, gemeinsam mit Kolleginnen und Kollegen eine starke Bioinformatik aufzubauen. So können wir entscheidende Fragen zur Evolution von Krankheitserregern, zu Wirt-Pathogen-Interaktionen und zur Krankheitsdynamik beantworten und gleichzeitig neue Kooperationen fördern", sagt Professor Thomas Otto.

Kooperation zur Erforschung an Tropenkrankheiten

Die Abteilung "Digitale Infektionsbiologie" soll eng mit dem Kumasi Centre for Collaborative Research in Tropical Medicine (KCCR), das gemeinsam mit dem ghanaischen Gesundheitsministerium und der Universität von Kumasi betrieben wird, vernetzt sein, um in dieser Kooperation auch für Tropenregionen typische Krankheiten und ihre Verläufe besser zu verstehen. Vorhandene Daten sollen gebündelt und mit neuen Ansätzen der Bioinformatik und künstlichen Intelligenz ausgewertet werden.

"Ich freue mich sehr, dass wir mit Prof. Thomas Otto einen international ausgewiesenen Experten gewinnen konnten, und blicke voller Zuversicht auf die Zusammenarbeit", sagt Prof. May.

Weitere Informationen

Das neue Zentrum geht auf den Sondertatbestand (STB) "Computational Sciences for Pathogen Research and One Health" zurück, den die Gemeinsame Wissenschaftskonferenz von Bund und Ländern Ende 2023 bewilligt hat. Mit diesem Instrument werden strategisch bedeutende Vorhaben in der Leibniz-Gemeinschaft dauerhaft gefördert.

In den Hochsicherheitslaboren des Bernhard-Nocht-Instituts für Tropenmedizin kann an hochpathogenen Viren geforscht werden. © BNITM

Das Bernhard-Nocht-Institut für Tropenmedizin (BNITM) ist nach Angaben des Instituts Deutschlands größte Einrichtung für Forschung, Versorgung und Lehre im Bereich tropischer und neu auftretender Infektionskrankheiten. Schwerpunkte sind Malaria, hämorrhagische Fieberviren, vernachlässigte Tropenkrankheiten, Immunologie und Epidemiologie. In Hochsicherheitslaboren (der biologischen Sicherheitsstufe [BSL] 4) und dem Sicherheitsinsektarium (BSL-3) des Instituts ist der Umgang mit hochpathogenen Erregern möglich. Die Forschung am BNITM ist in fünf Sektionen organisiert, die den gesamten Weg von der Grundlagenforschung bis zur Anwendung abdecken: Pathogen (Erregerforschung), Interface (Wirt-Erreger-Interaktionen und Immunologie), Patient (klinische Forschung), Population (Epidemiologie) und Implementation (Implementationsforschung). Als Mitglied der Leibniz-Gemeinschaft verbindet das BNITM Grundlagenforschung mit klinischer Anwendung und globaler Zusammenarbeit.

Quelle: Bernhard-Nocht-Institut für Tropenmedizin

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