Bioinformatik

Informatik in der Medizin

Die Entwicklung der Personalisierte Medizin geht Hand in Hand mit den Fortschritten in der Bioinformatik. Mehr noch: Erst die Bioinformatik und die weltweite Digitalisierung ermöglichen den Fortschritt neuer Technologien sowohl in der Diagnostik und auch der Therapie. Ohne sie wäre die Personalisierte Medizin in einer Sackgasse.

Die Bioinformatik trägt mit computerunterstützten Methoden zur Lösung medizinischer Probleme bei. Sie befasst sich mit dem Erfassen, Speichern und Analysieren biologischer Daten. Der derzeit stattfindende Umbruch in der Personalisierten Medizin wird maßgeblich vom Einsatz molekularbiologischer Daten getragen.

Bioinformatik

Die Beziehung der erhobenen Daten und der umfassenden Merkmale eines Patienten oder einer Krankheit ist äußerst vielschichtig und führt zu einer manuell nicht mehr verarbeitbaren Datenmenge. Allein bei der Sequenzierung des Genoms eines einzigen Patienten fallen mehrere Gigabyte an Daten an. Wenn diese Datenmengen in Echtzeit analysiert werden müssen, stellt das die Computersysteme vor eine Herausforderung.

Die Bioinformatik spielt eine zentrale Rolle nicht nur in der Grundlagenforschung, sondern begleitet sowohl die Diagnose- und Therapiekonzepte als auch die klinische Anwendung. Sie erleichtert die Interpretation der gewonnenen Daten und liefert dem Arzt Grundlagen für seine Entscheidungen.

Weiterführende Infos zu Bioinformatik 

Systemmedizinische Forschung

Die Bioinformatik spielt auch in die systembiologische Forschung hinein. Diese beruht auf einem einfachen Grundprinzip: Das Leben ist in gewissem Sinne ein Rechenprozess, wie Wilfried Nietfeld und Hans Lehrach vom Max-Planck-Institut in einem Beitrag näher ausführen. So kann das Verhalten biologischer Systeme zwar statistisch vorausgesagt werden, jedoch sagt die Statistik bekanntlich über den Einzelfall nichts aus. Die Treffsicherheit von Therapien bleibt daher unbefriedigend.

Es gibt aber noch einen anderen Weg, komplexen Systemen auf den Grund zu gehen, nämlich indem man ein Vorhersage-Modell erstellt. Die Wettervorhersage beispielsweise stützt sich nicht auf statistische Daten sondern auf unzählige Messdaten, die in einem Wettermodell analysiert werden und eine präzise Vorhersage ermöglichen.

Daher wird in der Systemmedizin versucht, jeden einzelnen Patienten auf Basis von detaillierten molekularen Untersuchungen im Computer zu modellieren. Damit öffnen sich weitere Türen für die Personalisierte Medizin, denn so können am virtuellen Patienten bzw. seiner virtuellen Stoffwechselwege, Zellen oder Organe mögliche personalisierte Therapien, die Wirkung und Nebenwirkungen ohne Gefahr und ohne hohen Kosten erprobt werden.

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