Neue Wege in der Medizin mithilfe von Big Data

Isabella Herrmann (Name geändert) ist 29 Jahre alt und schreibt gerade an ihrer Doktor­arbeit, als sie die Diagnose Multiple Sklerose erhält. Die Nachricht trifft sie völlig unerwartet, in ihrer Familie gibt es keine entsprechenden Vor­erkrankungen.

Ein Arzt tippt etwas in einen Computer
© adobestock/angellodeco

Einige Jahre später erhält ihre jüngere Schwester, zu diesem Zeit­punkt gerade 30, die gleiche Diagnose. Warum beide Schwestern erkrankt sind, können ihnen die Ärzte nicht sagen. Es beginnt ein Behandlungs­marathon, der sie von nun an ihr Leben lang begleiten wird. Häufig müssen sie die Medikamente wechseln – mal schlagen sie nicht an, mal sind die Neben­wirkungen sehr aus­geprägt, dann wird ein neues Mittel wieder vom Markt genommen, weil Patientinnen an den schwer­wiegenden Neben­wirkungen verstorben sind. Multiple Sklerose ist eine chronisch-entzündliche Erkrankung des zentralen Nerven­systems, die in der Regel junge Erwachsene, häufig Frauen, trifft. Sie ist bislang nicht heil­bar, an ihren Ursachen und Behandlungs­möglich­keiten wird intensiv geforscht.

So auch in Augsburg. Hier erhofft man sich durch den Einsatz moderner digitaler Verfahren ganz neue Erkenntnisse in der medizinischen Forschung – nicht nur bei diesem Krank­heits­bild. Einer der Forschungs­schwer­punkte der neu gegründeten Medizinischen Fakultät an der Universität Augsburg ist die Medizinische Informatik. In einem über­regionalen Verbund­forschungs­projekt namens DIFUTURE, an dem die Fakultät für Angewandte Informatik und die Medizinische Fakultät der Universität Augsburg gemeinsam mit dem Klinikum Augsburg beteiligt sind, werden mit­hilfe intelligenter Nutzung großer Daten­mengen aus der Kranken­versorgung zum Beispiel die Krankheits­verläufe von Multipler Sklerose nach­gezeichnet. Das Augsburger Forscher­team erhofft sich dadurch neue Auf­schlüsse über Komplikationen bei der Behandlung sowie über mögliche Muster in Zusammen­hang mit Vor- und Begleit­erkrankungen. Mithilfe dieser Erkenntnisse soll nicht nur die neben­wirkungs­reiche Therapie verbessert, sondern auch die Ursachen der Erkrankung näher beleuchtet werden.

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Die Verknüpfung von Medizin und Informatik ist gegen­wärtig weltweit und auch in Deutsch­land ein wichtiger Trend in der medizinischen Forschung. So wird DIFUTURE, das gemeinsame Forschungs­projekt der TU München, der LMU München, der Universität Tübingen und deren jeweiliger Kliniken sowie der Universität Augsburg, im Rahmen der 120 Millionen Euro schweren Medizin­infor­matik-Initiative des Bundes­ministeriums für Bildung und Forschung gefördert. „Uns ist es wichtig, mithilfe der Digitalisierung die medizinische Forschung voranzutreiben und gleich­zeitig ganz praktisch die Versorgung der Patienten zu verbessern. Damit wollen wir rasche Fort­schritte auf dem Weg zu einer personalisierten Medizin machen“, erklärt der Informatiker Prof. Dr. Bernhard Bauer, Mit­antrag­steller des Projekts. Es geht lang­fristig darum, Diagnose und Therapie möglichst individuell auf Patient­innen und Patienten zuzuschneiden, damit sie maximale Wirksamkeit entfalten. Führt man große Daten­sätze – Big Data genannt – zusammen, beispiels­weise aus Gen- oder Gewebe­daten­banken und aus der klinischen Patienten­versorgung, so lassen sich schneller komplexe Zusammen­hänge aufdecken, die ansonsten durchaus verborgen geblieben wären.

Ein zentrales Anliegen der Universität Augsburg ist auch die Verknüpfung der Themen Gesundheit und Umwelt.
Prof. Dr. Martina Kadmon, Gründungs­dekanin der Medizinischen Fakultät

Anwendungsfälle für die klinische Forschung in Augsburg sind dabei große Volks­erkrankungen wie Herz-Kreis­lauf-Erkrankungen, Schlag­anfall und Krebs, aber auch Multiple Sklerose, Parkinson und sogenannte seltene Erkrankungen. „Die Digitalisierung wird einen wert­vollen Beitrag zur klinischen Forschung leisten und durch translationale Ansätze wesentlich zu einer besser auf einzelne Patienten zugeschnittenen Behandlung beitragen können“, so die Gründungs­dekanin der Medizinischen Fakultät, Prof. Dr. Martina Kadmon. „Ein zentrales Anliegen der Universität Augsburg ist auch die Verknüpfung der Themen Gesundheit und Umwelt. Deshalb liegt der zweite Forschungs­schwer­punkt der Medizinischen Fakultät in diesem Bereich“, betont Universitäts­präsidentin Prof. Dr. Sabine Doering-Manteuffel. Umwelt­faktoren wie mikrobielle Bestand­teile zum Beispiel auf Grenz­flächen des Körpers wie der Haut, Ernährung, Innen- und Außen­raum­belastungen oder klimatische Verhältnisse wirken entscheidend bei der Entstehung und beim Verlauf vieler Krank­heiten zusammen. Eine besondere Rolle spielt in Augsburg die Erforschung von Luft­schad­stoffen. Diese führen nicht nur zu Erkrankungen der Atem­wege, sondern haben beispiels­weise auch Einfluss auf Erkrankungen des Herz-Kreis­lauf-Systems wie den Herz­infarkt, ein bislang nur ungenügend erforschter Zusammen­hang. Auch bei Multipler Sklerose besteht die Vermutung eines Zusammen­hangs der Erkrankung mit Umwelt­faktoren, da diese am häufigsten in kühlen Klima­zonen vorkommt. Neue Erkenntnisse erhofft man sich auch hier durch die Auswertung großer Daten­mengen. Die in Augsburg vorhandenen bevölkerungs­basierten Register zu großen Patienten- und Probanden­kohorten (Nationale Kohorte, Herz­infarkt­register) sowie die breite medizinische Versorgung einer großen Anzahl von Patienten am Klinikum Augsburg bieten hervor­ragende Möglich­keiten, die nun mit modernen Ansätzen der Informatik für den medizinischen Fortschritt in der unmittel­baren Versorgung von Patienten genutzt werden können.

Gerade im Bereich Umwelt und Gesundheit lassen sich so auch neue Wege bei der Prävention von Erkrankungen beschreiten. Statt die Behandlung in den Vorder­grund zu stellen, ergeben sich durch die digital gestützte Erforschung krank­heits­bestimmender Umwelt­faktoren Präventions­möglich­keiten, die vor der Entstehung der Krank­heit ansetzen. Diese Forschungs­ergebnisse in die Politik und das Gesund­heits­management zu über­tragen und auf diese Weise zu einer möglichst nachhaltigen Gesundheits­förderung beizutragen, ist ein zentrales Anliegen der Universitäts­medizin in Augsburg.

Steckbrief

Augsburger Universitäts­medizin

Mit der Gründung einer Medizinischen Fakultät im Dezember 2016 wird an der Universität Augsburg ein neuer Schwer­punkt in der bio­medizinischen Forschung und Lehre etabliert. „Wir haben uns auf die an der Universität bereits vorhandenen Stärken konzentriert und uns für die Forschungs­schwer­punkte Medizinische Informatik sowie Umwelt und Gesund­heit entschieden, von denen neue Impulse für die klassische medizinische Forschung ausgehen sollen. Mit diesem Ansatz haben wir auch den Wissen­schafts­rat über­zeugt“, erläutert Universitäts­präsidentin Prof. Dr. Sabine Doering-Manteuffel.

Flankiert werden die beiden Schwer­punkte durch die grund­lagen­wissen­schaftlichen und klinischen Disziplinen. Insgesamt werden an der Medizinischen Fakultät rund ein­hundert neue Professuren eingerichtet werden. Bei der Aus­wahl der zukünftigen Wissen­schaftler­innen und Wissen­schaftler wird dabei besonderer Wert auf das Zusammen­spiel von Grund­lagen­wissen­schaft und klinischer Anwendung gelegt.

Zum Wintersemester 2019/20 wird der human­medizinische Modell­studien­gang starten, „indem wir vor­klinische und klinische Inhalte integriert unter­richten und auch besonderen Wert auf eine wissen­schaftliche Ausbildung der Studierenden legen werden. Die Forschungs­schwer­punkte der Medizinischen Fakultät werden auch bereits in der Ausbildung deutlich sichtbar sein“, so die Gründungs­dekanin Prof. Dr. Martina Kadmon.

Die Augsburger Universitäts­medizin umfasst neben der Medizinischen Fakultät das Klinikum Augsburg, ein Kranken­haus der höchsten Versorgungs­stufe mit über 1700 Betten, das am 1. Januar 2019 zum Universitäts­klinikum in Träger­schaft des Frei­staats Bayern gewandelt wird.

Kontakt

Universität Augsburg
Universitätsstraße 2
86159 Augsburg
www.uni-augsburg.de

Dieser Artikel ist in der Sonderveröffentlichung „Forschungswelten: Medizin & Gesundheit“ am 27.09.18 in DIE ZEIT erschienen.

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