Gemeinsame Datennutzung als Schlüssel im Kampf gegen Krankheitsausbrüche

Ein EU-finanziertes Projekt entwickelte neue Techniken zur Erkennung und gemeinsamen Nutzung von Daten über die Ausbrüche von Infektionskrankheiten. Diese Methoden werden künftig eingesetzt, um die Reaktionen der Gesundheitspolitik auf Pandemien zu verbessern. Schon jetzt werden einige der in dem Projekt erarbeiteten Instrumente weiterentwickelt, um sie gezielt im Kampf gegen COVID-19 einzusetzen.

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Published: 21 October 2020  
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Gemeinsame Datennutzung als Schlüssel im Kampf gegen Krankheitsausbrüche

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© maxsim #177951197, source:stock.adobe.com 2020

Weltweit ist uns nur allzu bewusst geworden, dass eine unzureichende Bereitschaft und eine langsame Reaktion auf einen mutmaßlichen Krankheitsausbruch verheerende Folgen für die Gesundheit nach sich ziehen können.

Die globale Coronavirus-Pandemie machte deutlich, dass zur Begrenzung der Auswirkungen eine schnelle Erkennung des Auftretens und der Verbreitung von Krankheitsausbrüchen sowie die Weitergabe dieser Informationen entscheidend sind. Dies ist in der Tat der erste zentrale Schritt, den Gesundheitsbehörden unternehmen sollten, wenn sie eine Gesundheitskrise dieser Art bewältigen müssen.

Das Projekt COMPARE wurde 2014 ins Leben gerufen, um das Potenzial von Daten aus der Sequenzierung der nächsten Generation zur Überwachung, Diagnostik und Erkennung von Krankheitsausbrüchen auszuwerten.

„Sequenzierung der nächsten Generation ist eine Technik, mithilfe derer Forschende ein komplettes Genom oder einen bestimmten Teil eines Genoms [die Gesamtheit der genetischen Zusammensetzung eines Organismus] schnell ermitteln können“, erläutert Prof. Frank Aarestrup, Leiter der Forschungsgruppe am Nationalen Lebensmittelinstitut der Technischen Universität Dänemark. „Mit ihr können Forschende auch Pathogene [Krankheitserreger, wie z. B. Bakterien, Viren etc.] über ihre genetischen Informationen identifizieren.“

Obwohl das Projekt Jahre vor dem Ausbruch der aktuellen Pandemie begann, könnten dessen Ergebnisse bedeutende Auswirkungen darauf haben, wie wir diesen sowie kommende Krankheitsausbrüche bewältigen.

Gemeinsame Nutzung von Daten über Ausbrüche

Aarestrup und sein Team wollten insbesondere herausfinden, ob die Sequenzierungstechnologie der nächsten Generation wirksamere Maßnahmen bezüglich einer breiten Palette an übertragbaren Krankheiten hervorbringen könnte. „Unser Ziel war es, eine Lösung zu entwickeln, mit der sequenzbasierte Daten der Krankheitserreger erfasst, verarbeitet und analysiert werden können“, merkt er an. „Wenn diese Daten dann mit anderen klinischen Daten kombiniert würden, könnten sie Gesundheitsbehörden entscheidende Informationen liefern. Dies wiederum könnte sie bei der Entscheidung unterstützen, ob rasche Maßnahmen als Reaktion auf einen Krankheitsausbruch erforderlich sind.“

Das Projekt COMPARE demonstrierte anfangs, wie die Technologie dazu genutzt werden könnte, Ausbruchsdaten zu erfassen und zu sequenzieren. Ein interessanter Aspekt dabei war es, die Nützlichkeit der Metagenomik zu beweisen. Darunter versteht man die Studie von genetischem Material, das direkt aus Proben aus der Umwelt gewonnen wird. Aarestrup und sein Team zeigten, wie antimikrobielle Resistenzen und Viren in Abwasserproben aus der ganzen Welt entdeckt und analysiert werden könnten.

Danach plante das Team, Lösungen zu entwickeln, um sicherzustellen, dass solche Daten gemeinsam mit der Wissenschaftsgemeinde aus verschiedenen Ländern und Einrichtungen genutzt werden können.

„COMPARE steht vollkommen mit den Ambitionen und Prinzipien der offenen Wissenschaft im Einklang“, so Aarestrup. „Wir entwickelten neuartige Lösungen, über die Sequenzierungsdaten gemeinsam mit anderen Ländern und Forschenden genutzt werden können. Außerdem demonstrierten wir den Wert der Sequenzierung der nächsten Generation zur Erkennung von lebensmittelbedingten Erkrankungen, zur Diagnose klinischer Krankheitserreger sowie zur Erkennung von Ausbrüchen.“

Bereitschaft für künftige Ausbrüche

Die Ergebnisse des Projekts COMPARE werden durch eine benutzungsfreundliche Plattform zum Hochladen und Analysieren der Daten, die auf Datenzentren aufbaut, unterstützt. Dort können alle Sequenzierungsdaten lizenzfrei freigegeben werden. Die Plattform ist so konzipiert, dass sie Probleme wie die Langzeitspeicherung hochdichter Daten sowie das Bedürfnis, Daten einfacher zu finden und wiederzuverwenden, berücksichtigt.

„Dieses Konzept soll im Rahmen der H2020-Projekte RECODID und ECRAID weiterentwickelt werden“, so Aarestrup. „Im kürzlich gestarteten H2020-Projekt VEO treiben zentrale Mitglieder des COMPARE-Konsortiums die Ergebnisse von COMPARE noch weiter voran. Dort soll ein vielseitig einsetzbares Prognose- und Rückverfolgungssystem entwickelt werden.“

Dies soll auch als interaktives Beobachtungsinstrument dienen, um Daten für die Risikobewertung und die Überwachung aufkommender Infektionskrankheiten zu generieren und weiterzugeben. Viele der Projektaktivitäten werden durch den aktuellen COVID-19-Ausbruch beschleunigt.

„COMPARE verändert unsere Sicht- und Handlungsweisen hinsichtlich aufkommender Infektionskrankheiten, lebensmittelbedingter Krankheitserreger und klinischer Untersuchungen“, so Aarestrup. „Zu Beginn des Projekts stellte es eine Herausforderung dar, die Schwerpunkte verschiedener Fachbereiche auf gewisse Krankheitserreger oder sogar gewisse Spezies unter einen Hut zu bringen.“

Aarestrup ist der Überzeugung, dass derartige Hindernisse zumindest in manchen Fällen erfolgreich überwunden werden könnten. So wird dazu beitragen, zu gewährleisten, dass wichtige Daten noch großzügiger zwischen verschiedenen wissenschaftlichen Fachbereichen freigegeben werden. „Obwohl unsere Arbeit hier noch nicht zu Ende ist, können wir auch das als großen Erfolg des Projekts verbuchen“, so Aarestrup abschließend.

Projektdetails

  • Projektkürzel: COMPARE
  • Beteiligte: Dänemark (Koordinator), Belgien, Frankreich, Deutschland, Griechenland, Ungarn, Italien, Niederlande, Spanien, Vereinigtes Königreich, Australien
  • Projektnummer: 643476
  • Gesamtkosten: EUR 20 847 771
  • EU-Beitrag: EUR 20 817 771
  • Dauer: Dezember 2014 bis November 2019

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