11/10/2014

Vernetzung der Biobanken in Europa

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Alle Artikel zum Thema Biobanking sind der Masterarbeit von Skaiste Riegler entnommen - sie stehen dieser Homepage zur alleinigen Nutzung ohne kommerziellen Hintergrund zur Verfügung. Die Master-Arbeit wurde unter dem Titel: "Partner- und Fördermittelakquise in der human-medizinischen Forschung am Beispiel der Biobank Graz unter Berücksichtigung der vorhandenen Managementstrukturen" im Jahr 2014 an der Universität Witten/Herdecke - Fakultät für Medizin im Master-Fernstudiengang "Management von Gesundheits- und Sozialeinrichtungen geschrieben (Betreuer Prof. Dr. Jan Friedemann). Die Texte wurden vom Betreiber der Homepage modifiziert und erheben keinen Anspruch auf Vollständigkeit. Allfällige Quellenangaben erhalten Sie auf Anfrage. Es wird gesondert darauf hingewiesen, dass ich, Alexander Riegler, im Rahmen meiner Unternehmensberatung keine Beratung im Bereich Biobanken anbiete. Sollten Sie Fragen zu Biobanken haben, so wenden Sie sich bitte an die Experten der Biobank Graz. Gerne stelle ich für Sie den notwendigen Kontakt her. Angeboten werden die Texte hier, damit die Bevölkerung im Rahmen der eigenen Gesundheitskompetenz in Zukunft bessere Entscheidungen treffen kann. Jede Person soll selbst beurteilen können und dürfen, warum eine Teilnahme an Studien, beispielsweise von einer Biobank, sinnvoll ist oder nicht.

 

In den letzten Jahren kam es zu einem regelrechten Boom bei den Neugründungen von Biobanken. Einer der Hauptgründe dafür sind die verbesserten Methoden in der Erkennung von Krankheiten. Da die verschiedenen Institutionen oftmals ihre eigenen Maßnahmen zur Qualitätssicherung etabliert haben, fehlt es heute noch an einem einheitlichen internationalen Qualitätsstandard. Aus diesem Grund wurden in den letzten Jahren Initiativen gestartet, die an der Vereinheitlichung der Probengewinnung, Lagerung, Weiterverarbeitung, Datenerhebung und Speicherung über die nationalen Grenzen hinweg gearbeitet haben. Die Informationen über die Vernetzung der Biobanken und zum Förderwesen basieren auf einer Literaturrecherche in den gängigen medizinischen Datenbanken, in der Fachliteratur und auf den jeweiligen Seiten der verschiedenen Organisationen. 

Im Fokus dieser Arbeit steht vor allem das BBMRI-Projekt der EU, da das österreichische Sekretariat an der Grazer Biobank angesiedelt ist. Namentliche Erwähnung finden an dieser Stelle aber auch die anderen nicht minder erfolgreichen und wichtigen europäischen Projekte, wie beispielsweise das GenomEUtwin Vorhaben, dass seit 2002 genetische, phänotypische und epidemiologische Informationen von mehr als 600.000 Zwillingspaaren aus acht Zwillingsregistern in einer Datenbank vereinen. Im „Public Population Project in Genomics“ (P3G) sind verschiedene Forschungseinrichtungen, die Biobanken aufbauen oder bereits unterhalten, aus Kanada, USA und Europa vertreten. Das Ziel ist es, eine aussagekräftige und gleichzeitig öffentlich zugängliche Datenbank zu erschaffen, damit die Gen-Umweltinteraktionen besser erforscht werden können (Revermann & Sauter, 2007). Weitere Zusammenschlüsse zur Erforschung von Krankheiten auf Basis bereits gesammelten Humanmaterials sind die Projekte „European Prospective Investigation into Cancer and Nutrition“ und „EurobiObank“.

 

BBMRI

In Hinblick auf die unterschiedliche Qualität der gelagerten Proben wurde bereits von mehreren Organisationen damit begonnen, einen einheitlichen Standard zu etablieren. Aus einem Bericht der Organisation für wirtschaftliche Zusammenarbeit und Entwicklung (OECD) ist zu entnehmen, dass biologische Proben als essenzieller Rohstoff für die Weiterentwicklung von Medizin und Biotechnologie anzusehen sind. Aus diesem Grund ist ein globales Netzwerk von biologischen Ressourcenzentren anzustreben (OECD, 2001). Das „National Cancer Institute“ stellte 2007 in einem Bericht fest, dass es nur eine sehr begrenzte Verfügbarkeit von hochwertigen Tumorproben gibt und dass dies das gravierendste Problem in der Weiterentwicklung der Tumorforschung ist (NCI, 2007). Europa reagierte auf den wissenschaftlichen Bedarf nach biologischen Proben und den damit verbundenen Daten indem das „European Strategy Forum on Reseach Infrastructures“ (ESFRI) den Aufbau einer paneuropäischen Forschungsinfrastruktur für Biobanken und biomolekulare Ressourcen (BBMRI) initiierte. Darin enthalten sind krankheitsorientierte und populationsbezogene Biobankenformate aller Arten von humanen biologischen Proben sowie deren relevante medizinische Daten (Viertler & Zatloukal, 2008). BBMRI selbst ist implementiert in ERIC (European Research Infrastructure Consortium) (European Commission, 2014).

Es gestaltet sich zunehmend schwieriger die ständig anwachsenden Datenmengen effizient zu verwalten und zugänglich zu halten, denn die Daten müssen für die medizinische Forschung entsprechend aufbereitet und annotiert werden. Dementsprechend ist auch eine Verbesserung der bestehenden Nomenklaturen und Kodierungssysteme, die eigentlich für diagnostische Zwecke entwickelt wurden, unausweichlich (Brazma, Krestyaninova, & Sarkans, 2006). Jene Partner, die sich nun dem BBMRI-Netzwerk anschließen, sollen trotz ihrer verschiedenen Datenbanksysteme in einer föderativen IT-Plattform vereint werden. Die zukünftigen Nutzer erhalten dadurch Zugang zu einer Vielzahl von Proben mit korrespondierenden Hintergrunddaten. Der Zugriff auf die Daten erfolgt hierbei über Datenbankverbindungen zwischen den Zentren selbst und die Anonymisierung durch Aggregation der Daten, was gleichzeitig eine gemeinsame Projektplanung ermöglicht und verhindert, dass individuelle Patientendaten weitergegeben werden (Godard, Schmidtke, Cassiman, & Aymé, 2003).

Das Grundkonzept der BBMRI basiert auf Basis der OECD Richtlinie „Best Practice Guidelines for Biological Resource Centres“. Diese umfasst die Abstimmung und Förderung internationaler Zusammenarbeit von Biobanken, die Definition gemeinsamer Mindeststandards für Proben, Datenqualität und die Einhaltung der Sicherheitsstandards im Umgang mit den Proben (OECD, 2007). Um Doppelgleisigkeiten und Widersprüche zu vermeiden, kommt es laufend zu Abstimmungen mit anderen europäischen und internationalen Initiativen und Programmen. Zu diesen zählen jene des „Public Population Projects in Genomics“ (P3G), „Inovative medicines Initiative“ (IMI), „International Society for Biological and Environmental Repositories“ (ISBER), „International Agency for Research on Cancer“ (IARC/WHO) und der OECD (Viertler & Zatloukal, 2008).

Einzelne „Hubs“ in der dezentralen Struktur des BBMRI-Netzwerkes stellen die Koordinationszentren dar und harmonisieren die anfallenden Arbeiten und sorgen für eine Implementierung einheitlicher Standards. Die Proben und Daten bleiben bei den Biobanken selbst („Spokes“). Die Koordination mit öffentlichen und privaten Partnern wird durch nationale Infrastrukturmitglieder geregelt. Zu ihren weiteren Aufgaben zählen die Klärung von spezifischen Problemen der einzelnen EU-Mitgliedsstaaten, die aufgrund von Gesetzen oder Finanzierungen auftreten (Abbildung 3: Hubs and Spokes) (BBMRI.EU).

Die vorhandene „Distributed-hub-and-spoke“ - Struktur ist sehr flexibel und erlaubt eine jederzeitige Mitgliedererweiterung und Anpassung an geänderte wissenschaftliche Rahmenbedingungen.

HubsSpoks

Abbildung 3: Hubs and Spokes (Quelle BBMRI.EU)

Aktuell umfasst das BBMRI-Netzwerk 30 wissenschaftliche Partner, 24 finanzierende Organisationen und über 150 assoziierte Partner (BBMRI.EU). Durch BBMRI werden unbeantwortete wissenschaftliche Fragestellungen der Vergangenheit erst lösbar (Abbildung 4: Schlüsselkomponenten von BBMRI (Quelle: BBMRI.EU)).

 

Schluesselelemente BBMRIAbbildung 4: Schlüsselkomponenten von BBMRI (Quelle: BBMRI.EU)

Weiters werden durch die gesamteuropäische Forschungsinfrastruktur Synergieeffekte freigesetzt und eine multinationale Zusammenarbeit zur Erreichung von Forschungszielen ermöglicht.

ERIC ermöglicht den Forschern den Austausch mit politischen Entscheidungsträgern in der EU und den Mitgliedsstaaten. Wenn es aber um Probleme mit den verschiedenen gesetzlichen Rahmenbedingungen innerhalb der EU im Bereich von Biobanking geht, die eine der größten Hürden darstellen, dann kann ERIC nur in den seltensten Fällen die passenden Mittel zur Lösung bereitstellen (Reichel, Lind, Hansson, & Litton, 2014).

Ein weiterer wichtiger Schritt in der Festigung der aktuellen Position als führende Biobank in Europa ist nicht nur die Teilnahme am Netzwerk selbst, sondern auch die Einrichtung eines internationalen Sekretariates für das globale Netzwerk des Biologischen Ressourcen-Centers im Jahr 2009. Ausgebaut werden zudem die Kooperationen in Zentral- und Osteuropa (CEE). Um dieses Ziel zu erreichen, wird bei nationalen und internationalen Institutionen für den Know-How-Transfer um Fördergelder angesucht. Im Abschnitt „Finanzierung und Förderwesen“ wird näher darauf eingegangen.

Weiterführende Informationen finden sich auf http://www.bbmri.eu.

 

K-Projekt

Das K-Projekt (COMET-Programm - Competence Centers for Excellent Technologies) fördert seinerseits den Aufbau von Kompetenzzentren, hierbei definieren Wirtschaft und Wissenschaft gemeinsam ein Forschungsprogramm auf sehr hohem Niveau. Diese Programmlinie gehört zu den erfolgreichsten Innovationen der Technologiepolitik in Österreich. In über 40 Zentren arbeiten mehr als 1500 Wissenschaftler auf international konkurrenzfähigem Niveau. Das Ziel ist es, Industrie und Wissenschaft näher aneinander zu führen und somit den Aufbau gemeinsamer Forschungskompetenzen zu forcieren und deren nachhaltige Verwertung sicher zu stellen.

Um als K-Zentrum zu gelten, muss ein entsprechendes K-Projekt eingereicht werden und im Zuge eines einstufigen Auswahlverfahrens durch eine Fachjury ausgewählt werden. Die Finanzierung dieses Projektes erfolgt zur Hälfte durch den Bund, in etwa fünf Prozent durch den wissenschaftlichen Partner und der Rest durch den Unternehmenspartner. Bereits 2012 gab es über 40 Zentren in Österreich mit unterschiedlichen Forschungsschwerpunkten (z.B.: Humanressourcen oder Informationstechnologie) (Die Österreichische Fördergesellschaft, 2014). 

Das K-Projekt als wichtiges EU-Infrastrukturprojekt ermöglicht der Biobank Graz das Fördern und Mitgestalten der medizinischen Forschung in der Gegenwart und in der Zukunft. Anfang 2012 wurde ein neues Studienzentrum zur Erforschung von Biomarkern der häufigsten Stoffwechselerkrankungen (nichtalkoholische Fettleber oder Diabetes Mellitus) in Zusammenarbeit mit der Biobank Graz (BioPersMed) eröffnet (Sargsyan, Biobanks as a basic infrastructure for personalized medicine., 2012). Die Bedeutung von Stoffwechselerkrankungen in den Industrieländern nimmt immer weiter zu. Die WHO spricht im Zusammenhang von Adipositas bei Kindern und Jugendlichen bereits von einer Epidemie. Welche Maßnahmen im Sinne von Prävention und Screening können daher in Zukunft ergriffen werden, um der Problematik der ständig steigenden Zunahme von Stoffwechselerkrankungen effektiv entgegen zu treten? Eine verbesserte Forschung auf Basis umfangreicher Proben kann nicht nur den Betroffenen selbst helfen, sondern auch bei der Eindämmung der deutlich steigenden Gesundheitskosten mitwirken (Huppertz, et al., 2011) (Macheiner, Huppertz, & Sargsyan, 2013).

Weiterführende Informationen finden sich auf https://www.ffg.at/comet-competence-centers-excellent-technologies.

 

DALI Projekt

Im Rahmen eines groß angelegten EU-Projektes mit dem Titel DALI (Vitamin D And Lifestyle Intervention for Gestational Diabetes Mellitus Prevention) arbeiten 13 Partner aus 11 Ländern gemeinsam daran, Schwangerschaftsdiabetes grundlegend zu erforschen und effektive Maßnahmen zur Vorbeugung zu entwickeln. Mit der Zunahme der Fettleibigkeit kommt es auch zu einem Anstieg der Blutzuckerwerte. Bei werdenden Müttern kann das wiederum zum schwer erkennbaren Schwangerschaftsdiabetes führen. Da es keine typischen Symptome gibt, wird in vielen Ländern kein geeignetes Screening der Schwangeren durchgeführt, obwohl mit schwerwiegenden Erkrankungen bei Mutter und Kind zu rechnen ist. Bei den Babys kann es zu Wachstums- oder Atemstörungen kommen, weiters kann es langfristig sowohl bei Mutter als auch Kind zu Übergewicht oder Diabetes kommen. DALI soll nun in einer europaweit angelegten Studie mit einer viereinhalbjährigen Laufzeit dazu dienen, die tatsächliche Verbreitung des Schwangerschaftsdiabetes durch ein standardisiertes Testverfahren festzustellen und mögliche Präventionsmaßnahmen zu überprüfen. Als Interventionsstrategien kommen spezielle Ernährungsmuster, körperliche Aktivitäten und Vitamin D zum Einsatz (Medizinische Universität Graz, 2013).

Die Biobank Graz stellt die dafür nötige lokale Infrastruktur zur Verfügung und bekommt somit wiederum die Möglichkeit sich international zu präsentieren. Die gewonnen Ergebnisse basierend auf den Projektdaten und die DALI-Biobank könnten die Basis für weitere paneuropäische Studien der Zukunft sein (Europäische Kommission, 2013).

Weiterführende Informationen finden sich auf http://ec.europa.eu/research/health/medical-research/diabetes-and-obesity/projects/dali_en.html.

Neben den zuvor genannten internationalen Projekten ist die Biobank Graz auch beispielsweise an der EraSysBio (European Research Area for Systems Biology), an verschiedenen Projekten des Ludwig-Boltzmann Institutes sowie diversen kleineren Projekten beteiligt (Abbildung 5: Aktuelle Projekte der Biobank Graz (Quelle Biobank Graz) (MUG - Biobank Graz). Auf die detaillierte Beschreibung dieser Projekte wird in dieser Arbeit nicht näher eingegangen.


AktuelleProjekte BiobankGrazAbbildung 5: Aktuelle Projekte der Biobank Graz (Quelle Biobank Graz)

Folgende Projekte wurden kürzlich abgeschlossen:

  • GEN-AU I: Von der Gewebesammlung zur Konzeption der Biobank Graz (2002-2006)
  • GEN-AU II / GATiB I: Etablierung der interdisziplinären Biobank Graz (2007-2009)
  • GEN-AU III / GATiB II: Aufbau prospektiver metabolischer Kohorten (2009-2012)
  • CRIP (Central Research Infrastructure for Molecular Pathology
  • GENOPTIKUM
  • GenView
  • Biobank Graz Information Infrastructure (BI2)
Letzte Änderung am 06/07/2017

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