Wissen gegen das Virus

Die EU hat eine Plattform initiiert, über die Forschende weltweit Daten zum Coronavirus austauschen können.

Forscherin am Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung
Forscherin am Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung dpa/pa

Die Symptome von Covid-19 sind vielfältig. Das macht es für die Menschen schwierig einzuschätzen, ob sie betroffen sind. Auch Ärztinnen und Ärzte können die Diagnose nicht leicht stellen – sie brauchen Tests, um sicherzugehen. Um einen Impfstoff zu entwickeln, müssen Forschende das Virus besonders gut verstehen. Dafür benötigen sie so viele Daten wie möglich – und die sollten aktuell sein, leicht zugänglich und zugleich so gut geschützt, dass Patientendaten nicht missbraucht werden können.

Es geht darum, Daten miteinander zu teilen – über Fachdisziplinen, Gesundheitssysteme und Grenzen hinweg.

EU-Kommissionspräsidentin Ursula von der Leyen

Die EU-Kommission hat daher die Entwicklung eines Covid-19-Datenportals initiiert – mit dem Ziel, die wissenschaftliche Zusammenarbeit weltweit voranzutreiben. „Wissenschaftler haben bereits eine Fülle von Erkenntnissen über das neue Coronavirus gewonnen“, sagt Kommissionspräsidentin Ursula von der Leyen. „Aber kein Forscher, Labor oder Land wird die Lösung auf die Schnelle allein finden. Deshalb wollen wir den Wissenschaftlern helfen, auf Daten der Kollegen zuzugreifen und eigene mit anderen zu teilen – über Fachdisziplinen, Gesundheitssysteme und Grenzen hinweg.

Koordiniert wird die Datenbank vom European Bioinformatics Institute (EMBL-EBI) im englischen Hinxton bei Cambridge. Es ist Teil des European Molecular Biology Laboratory (EMBL) mit Sitz in Heidelberg. „Wir speichern vor allem drei Gruppen von Daten: die DNA-Sequenzen des Virus, genetische Daten und klinische Daten,“ sagt Rolf Apweiler. Der deutsche Biologe ist Co-Leiter des EMBL-EBI. Insbesondere die DNA-Sequenzen des Virus seien für die Impfstoffentwicklung wichtig. „Der Impfstoff muss so gestaltet sein, dass er möglichst auf die Veränderungen des Virus nicht reagiert, also trotz neuer Entwicklungen wirksam bleibt.“

Zur Mutationsrate des Virus gibt es unterschiedliche Thesen. Einige Forscher gehen davon aus, dass das Virus ungewöhnlich schnell mutiert, sich also veränderten Bedingungen auch rasch anpassen kann. Das wäre für die Impfstoffentwicklung ein Problem. Apweiler zweifelt daran: „Diese Theorie kommt zustande, weil manche die Daten so übernehmen, wie sie veröffentlicht werden. Aber Daten entstehen durch unterschiedliche Sequenzierungstechnologien oft mit entsprechenden Fehlerraten.“ Rechne man die Fehler heraus, mutiere das Virus nicht außergewöhnlich stark. Hier zeigt sich, wie wichtig hochwertige Daten sind

Rolf Apweiler, Co-Leiter des European Bioinformatics Institute
Rolf Apweiler, Co-Leiter des European Bioinformatics Institute EBI

Auf der EU-Datenplattform sind bereits Tausende Erbgut-Sequenzen des Virus hinterlegt, Zehntausende werden derzeit bearbeitet und gehen demnächst online. Die Betreiber der Datenbank erwarten Hunderttausende über die nächsten Monate bis Jahre. „Die brauchen wir auch, um Algorithmen des maschinellen Lernens über sie laufen zu lassen,“ sagt Apweiler.

Bestimmte Reaktionen auf das Virus kann man sich gut erklären, etwa durch Vorerkrankungen, aber nicht alle.

Rolf Apweiler, Co-Leiter des European Bioinformatics Institute (EBI)

auf das Virus,“ sagt Apweiler. „Bestimmte Reaktionen kann man sich gut erklären, etwa durch Vorerkrankungen und das Alter, aber nicht alle.“ Auch hier sind große Datenmengen wichtig. Forscher können die genetischen Daten von Patienten mit schwerem Verlauf mit denen von Erkrankten mit mildem Verlauf vergleichen und herausfinden, welches Erbgut diese Unterschiede bewirkt. Mit diesem Wissen lässt sich das individuelle Risiko genauer einschätzen.

Die dritte Datengruppe umfasst die klinischen Daten, die direkt von den Patienten erhoben werden, also zum Beispiel Daten zum Krankheitsverlauf und betroffenen Organen. Das Virus wirkt nicht nur auf den Atemapparat. Es gibt auch Berichte von Herzerkrankungen, Nierenerkrankungen und komplexen Krankheitsbildern bei Kindern. Kenntnisse über die Langzeitfolgen einer Infektion fehlen derzeit noch. „Es gibt einen großen Graben zwischen solchen klinischen Daten und Forschungsdaten, den wir überbrücken müssen“, sagt Apweiler.

Auf der Plattform werden Daten nicht nur gespeichert. Forschern steht genügend Rechenleistung zur Verfügung, um die Daten auszuwerten. Zudem gibt es Tools, um zum Beispiel Patientendaten nach bestimmten Kriterien zu filtern.

Von deutscher Seite ist an dem Projekt unter anderem das German Network for Bioinformatics Infrastructure (de.NBI) an der Universität Bielefeld beteiligt. Das Netzwerk spielt eine wichtige Rolle, wenn es darum geht, die Daten aus Deutschland und anderen Nationen zusammenzuführen.

Die Covid-19-Plattform ist Teil des Aktionsplans ERAvsCorona der EU. Zu den wichtigsten Akteuren gehören neben dem EMBL-EBI die Europäische Kommission und die EU-Mitgliedstaaten.

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