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Intelligente Netzwerke sind wichtiger denn je

Kurt Zatloukal und sein Team von BBMRI.at leisten einen wertvollen Beitrag für die COVID-19-Forschung (Credit: Lunghammer).

In Krisenzeiten muss es schnell gehen – auch in der Forschung. Wenn man dabei auf etablierte Netzwerke wie die Europäische Forschungsinfrastruktur BBMRI-ERIC zurückgreifen kann, ist das ein immenser Vorteil, bestätigt Kurt Zatloukal, Leiter des ZWT-Mieters BBMRI.at, im Interview. Auch über COVID-19 hinaus ist sein Team auf Hochtouren im Einsatz, gilt es doch, den nächsten Schritt für das weltweit einzigartige Digitalisierungsprojekt vorzubereiten, bei dem Daten für die Künstliche Intelligenz generiert werden.

BBMRI-ERIC steht für „Biobanken-Forschungsinfrastruktur“. Schon der Name bestätigt, dass es nicht „nur“ um Biobank-Proben und Daten, sondern um eine gemeinsame Infrastruktur von europäischen Mitgliedsstaaten für Forschungskooperationen geht. Gerade in Zeiten wie diesen zeigt sich die große Bedeutung einer solchen Infrastruktur. Hochsicherheitslabore, in denen Viren und andere Erreger erforscht werden können, zählen ebenso zu diesen Infrastrukturen, die für die Erforschung von COVID-19 ihre Ressourcen bündeln. Sowohl die Europa-Zentrale BBMRI-ERIC, als auch der Österreich-Knotenpunkt BBMRI.at sind im ZWT angesiedelt.

  • BBMRI.at hat hier aufgelistet, welche Ressourcen der Österreich-Knotenpunkt und seine Partner aktuell für die Erforschung und Bekämpfung von COVID-19 anbieten und gibt Hinweise auf geltende Guidelines für den Umgang mit COVID-19 Proben.
  • BBMRI-ERIC kumuliert europaweit Ressourcen und gibt Hilfestellung im Umgang mit COVID-19 Proben im wissenschaftlichen Kontext. Zusammen mit den „Medical Research Infrastructures“ EATRIS und ECRIN haben sie ein „COVID-19 Fast Response Service“ errichtet, um Zugang zu notwendigen Forschungsressourcen zu beschleunigen. Im Rahmen des H2020 Projektes CORBEL hat BBMRI-ERIC eine neue, nachhaltige Webseite mitveröffentlicht, die die Leistungen von Life Science Research Infrastructures präsentieren. Gerade jetzt sind Koordination und Zugang zu Ressourcen notwendig, was dieses Projekt ermöglicht. Diese Liste gibt ein Überblick über die breiten Ressourcen, die für COVID-19 Forschung bereits zugänglich sind.
  • Auch der LISAVienna-Newsletter (Life Science Austria-Netzwerk) bietet einen Überblick über COVID-19 Forschungsaktivitäten in Österreich.

Etabliertes Netzwerk
Kurt Zatloukal (Diagnostik- und Forschungsinstitut für Pathologie der Med Uni Graz), Leiter von BBMRI.at im ZWT, erläutert die große Relevanz des BBMRI-Netzwerks in der aktuellen Situation. „Obwohl Infektionskrankheiten im Biobanking bislang eine eher untergeordnete Rolle gespielt haben, ist unsere Forschungsinfrastruktur mittlerweile hochrelevant geworden. Der große Vorteil ist, dass wir mit BBMRI-ERIC ein bestehendes internationales Netzwerk mit etablierten Prozessen haben, so können jetzt koordiniert internationale Maßnahmen gesetzt werden – ohne dass man sich erst mühsam Kooperationspartner suchen müsste.“

Standards für Pre-Analytik in der COVID19-Forschung
Auch die Arbeit von BBMRI im Bereich der Standardisierung gewinnt hier an Bedeutung – u. a. hat man federführend internationale ISO-Standards und europaweite CEN Technical Specifications für das Biobanking mitentwickelt, um eine bessere Qualität und Vergleichbarkeit – und damit gemeinsame Nutzung – von biomolekularen Ressourcen zu ermöglichen. „Das ist auch derzeit wichtig, arbeitet man doch gerade daran, die Präanalytik zu standardisieren, auch in Hinblick auf die nächste Generation an diagnostischen Analysen, bei der die Sicherheit der Ergebnisse noch besser werden soll als bei den derzeitig verfügbaren“, so Zatloukal. Für die COVID-19-Forschung steht an der Med Uni Graz ein österreichweit einzigartiges BSL3-Labor zur Verfügung, über das u. a. ORF Steiermark und Servus TV in Nachrichtensendungen sowie der Sendung P.M. Wissen berichtet haben.

Weltweit einziges Projekt zur Digitalisierung von Biobanking-Proben
Abseits von COVID-19 läuft die Arbeit von BBMRI.at im ZWT wie gehabt weiter, ein zentrales Projekt ist hier die Digitalisierung von Biobank-Proben – tausende Gewebeschnitte werden gescannt und damit digitalisiert. In Kooperation mit schwedischen und amerikanischen Marktführern im Digitalisierungsbereich arbeitet man in Graz mit einzigartigen Hochdurchsatzscannern, um Daten für die Entwicklung Künstlicher Intelligenz zur Analyse von histopathologischen Gewebeschnitten zu generieren. „Soweit mir bekannt ist“, sagt Zatloukal, „haben wir mit der Digitalisierungspipeline und der Qualitätskontrolle, die wir hier aufgebaut haben, die weltweit größten Digitalisierungskapazitäten für histologische Schnitte.“

Neue Ansätze für Maschinelles Lernen
Der Pathologe verweist auf die vielen akademischen und industriellen Kooperationen, die hier aktuell laufen. „Für maschinelles Lernen braucht es immense Datenmengen und mit der Biobank der Med Uni Graz haben wir hier eine der größten Biobanken Europas, das ist eine ideale Voraussetzung.“ Eine Herausforderung dabei ist, dass sich viele Aspekte der Gewebeveränderungen in histologischen Schnitten nicht exakt beschreiben lassen. „Der Mensch erfasst hochkomplexe Veränderungen, ohne jedes Detail zu analysieren. Für maschinelles Lernen verfolgen wir hier auch neue Ansätze des Trainierens von Algorithmen, die nicht diese exakte Beschreibung voraussetzen. Diese Ansätze benötigen jedoch sehr große Datenmengen, die wir hier in Graz haben.“

Sinnvolle Ergänzung
Wie im Biobanking generell, geht es aber auch hier darum, nicht möglichst viele Daten bzw. Proben zu haben, sondern einen möglichst guten Nutzen für den medizinischen Fortschritt daraus ziehen zu können. „Es ist nicht das Ziel, dass die Künstliche Intelligenz den Arzt ersetzen soll; ganz im Gegenteil. Mehrere Studien haben gezeigt, dass in der Kombination – Expertise des Arztes und Künstliche Intelligenz – am meisten erreicht werden kann.“

Nächster Schritt wird vorbereitet: Ausweitung auf Routineeinsatz
In interdisziplinärer Kooperation der Teams von Zatloukal, Regitnig, Holzinger und Müller gemeinsam mit Klinkern wird aktuell gerade der nächste Schritt vorbereitet: „Bislang wurden die meisten Algorithmen rein im Forschungsprojektkontext getestet. Nun geht es darum, die Tests auf den Routineeinsatz in der Medizin auszuweiten.“ Damit wird auch der In-Vitro-Diagnostik-Verordnung Rechnung getragen, die klinische Leistungsstudien erforderlich macht.

Aktuelle Infos:
www.bbmri.at

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