Charakterisierung von Krankheiten mittels longitudinaler Multi-Omics Analyse

Das Verbundprojekt LAMarCK beschäftigt sich mit Verbesserungen bei der Erforschung des menschlichen Darm-Mikrobioms. Das Darm-Mikrobiom bezeichnet im weitesten Sinn die Gesamtheit aller Mikroorganismen, die im Darm zu finden sind. Mittlerweile ist bekannt, dass das Darm-Mikrobiom einen erheblichen Einfluss auf die Behandlung von Erkrankungen wie beispielsweise Darmkrebs hat. Um bei Krankheiten das Zusammenspiel von Mensch und Umwelt, das durch Mikroben vermittelt werden kann, besser zu verstehen, werden umfangreiche, sogenannte longitudinale Datensätze zur Analyse benötigt. Diese Datensätze, die vor allem Zeitreihen-Messdaten umfassen, werden u. a. mithilfe der Omics-Technologien generiert und liefern vielversprechende Ansätze bei der Erforschung der Zusammenhänge. Sie ermöglichen es insbesondere, menschliche Genome, Transkriptome, Epigenome sowie Mikrobiome innerhalb menschlicher Spender detailliert zu untersuchen.

Hier setzt LAMarCK an, denn trotz der bereits in großen Mengen vorhandenen longitudinalen Omics-Datensätze fehlen derzeit effiziente rechnergestützte Werkzeuge, mit deren Hilfe molekulare Ereignisse im zeitlichen Ablauf analysiert werden können. Insbesondere die Integration von unterschiedlichen Omics-Datentypen erweist sich als sehr komplex. Es ist geplant, im Rahmen des Projekts diese Analyse-Lücke durch die Entwicklung eines innovativen Frameworks für die longitudinale Datenanalyse zu schließen. Dieses Framework soll nicht nur die Integration von unterschiedlichen Datensätzen vereinfachen, sondern beispielsweise auch das Leistungsvermögen der zugrundeliegenden Algorithmen verbessern und damit künftig eine optimale Nutzung der Zeitreihen-Daten ermöglichen.

Es ist geplant, die Software-Entwicklung der Öffentlichkeit zugänglich zu machen, so dass Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler für unterschiedliche Fragestellungen zukünftig davon profitieren können.