Ma­the ge­gen Krebs: Krank­hei­ten frü­her er­ken­nen

Der Tagesspiegel - - MATHEMATIK -

Die üb­li­chen Imp­fun­gen halt.“Die jun­ge Mut­ter zuckt mit den Schul­tern. Sie ist mit ih­rem Kind nach des­sen Un­fall in der Not­auf­nah­me ei­ner Kli­nik ge­lan­det. Dort hat die Ärz­tin sie ge­ra­de ge­fragt, ob ihr Kind ge­gen Te­ta­nus ge­impft ist. Die Ant­wort fin­det sich im Impf­pass. Doch der ist zu­hau­se. Und auch dort ist er nicht im­mer leicht auf­zu­fin­den, wie die Kam­pa­gne „Deutsch­land sucht den Impf­pass“mit ein­falls­rei­chen Pla­ka­ten de­mons­triert.

Na­tür­lich kann man als mo­der­ne Mut­ter die Sei­ten die­ses gel­ben Büch­leins – in dem nach den Vor­ga­ben der Welt­ge­sund­heits­or­ga­ni­sa­ti­on die Im­mu­ni­sie­run­gen al­le­samt mit Da­tum und Stem­pel ein­ge­tra­gen sind – ab­fo­to­gra­fie­ren und für al­le Fäl­le im Smart­pho­ne bei sich tra­gen. Noch bes­ser wä­re es al­ler­dings, dort ei­ne über­sicht­li­che di­gi­ta­li­sier­te Lis­te zu ha­ben. Und da­zu ver­ständ­li­che, ver­läss­li­che In­for­ma­tio­nen zu den ein­zel­nen Imp­fun­gen und ih­rem Nut­zen. Bei­des bie­tet ei­ne App, de­ren Vor­zü­ge kürz­lich mit ei­ner Stu­die be­legt wur­den. An der Pu­bli­ka­ti­on, die in den „Preven­ti­ve Me­di­ci­ne Re­ports“ver­öf­fent­licht wur­de, wa­ren Kin­der­ärz­te von der Cha­rité, Mit­glie­der der in­ter­na­tio­na­len „Vi­en­na Vac­ci­ne Sa­fe­ty Initia­ti­ve“und Mit­ar­bei­ter des Ber­li­ner Ro­bert Koch-In­sti­tuts (RKI) be­tei­ligt.

Nicht zu­letzt wirk­ten aber auch Ma­the­ma­ti­ker vom Ber­li­ner For­schungs­zen­trum Ma­the­on mit. Ge­ra­de bei der Aus­wer­tung sehr gro­ßer me­di­zi­ni­scher Stu­di­en, et­wa wie hier im Be­reich der Impf­si­cher­heit, lie­fert die Ma­the­ma­tik die not­wen­di­gen Me­tho­den und Werk­zeu­ge, um ver­läss­li­che Aus­sa­gen ab­lei­ten zu kön­nen. Das mag zu­nächst sehr tro­cken klin­gen. Doch es geht auch dar­um, wie vie­le Kin­der­le­ben durch ei­ne Imp­fung ge­ret­tet wer­den kön­nen. Und ob gut ge­mach­te In­for­ma­ti­ons­pro­gram­me El­tern hel­fen, sich bes­ser dar­an zu er­in­nern, wel­che Im­mu­ni­sie­run­gen ihr Kind schon hat­te. „Wir bie­ten die Mit­tel der Ma­the­ma­tik an als Werk­zeug für Part­ner, die dann auf ih­rem Ge­biet mehr da­mit ma­chen kön­nen“, sagt Tim Con­rad, Lei­ter der Ar­beits­grup­pe „Me­di­zi­ni­sche Bio­in­for­ma­tik“an der Frei­en Uni­ver­si­tät Ber­lin und der Grup­pe „Bio­in­for­ma­tik in der Me­di­zin“am Zu­se-In­sti­tut Ber­lin.

Durch die Zu­sam­men­ar­beit mit dem RKI stie­ßen die Ma­the­ma­ti­ker auf ein wei­te­res Ge­biet, in dem ih­re Werk­zeu­ge ge­braucht wer­den: Es geht dar­um, auf der Grund­la­ge von In­for­ma­tio­nen aus an­de­ren Re­gio­nen der Er­de mit­tels sta­tis­ti­scher Ver­fah­ren ab­zu­schät­zen, wann In­flu­en­za-Aus­brü­che zu er- war­ten sind, wie früh Imp­fun­gen er­fol­gen soll­ten und wel­che Grip­pe-Er­re­ger auf dem Vor­marsch sind. „In die­sen Be­rei­chen kön­nen wir uns als Bio­ma­the­ma­ti­ker wirk­lich aus­to­ben“, freut sich der en­ga­gier­te Wis­sen­schaft­ler.

Im Un­ter­schied zu der – eben­falls be­deut­sa­men – rei­nen Ma­the­ma­tik sei an­wen­dungs­ori­en­tier­te ma­the­ma­ti­sche For­schung im öf­fent­li­chen Be­wusst­sein noch we­nig prä­sent. „Da­bei soll­ten wir den Kin­dern schon früh er­zäh­len, dass man mit Ma­the et­was in der ech­ten Welt be­wir­ken kann.“

Zu we­nig be­kannt ist wohl auch, dass heu­te zu die­ser „ech­ten Welt“die „Omics“ge­hö­ren: ne­ben dem mensch­li­chen Ge­nom, al­so der Ge­samt­heit der Ge­ne, auch das Pro­teom, die Ge­samt­heit der Ei­wei­ße, de­ren Pro­duk­ti­on von den Ge­nen ge­steu­ert wird. Zu bei­dem kön­nen heu­te dank mo­der­ner Tech­ni­ken in kur­zer Zeit und mit im­mer we­ni­ger fi­nan­zi­el­lem Auf­wand rie­si­ge Da­ten­men­gen er­ho­ben wer­den. Das Pro­teom ist ver­stärkt in den Fo­kus der Auf­merk­sam­keit ge­rückt, weil Ve­rän­de­run­gen in der Kon­zen­tra­ti­on der ver­schie­de­nen Ei­weiß­stof­fe auf Krank­hei­ten hin­deu­ten kön­nen. In der Flut kli­ni­scher Da­ten ge­hen in­des un­schein­ba­re, ver­steck­te Än­de­run­gen leicht un­ter. Setzt man sie aber mit­ein­an­der in Be­zie­hung, ent- steht ein prä­zi­se­res Bild. Die Ma­the­ma­ti­ker ent­wi­ckeln hier­für Al­go­rith­men, mit de­nen neue „Fin­ger­ab­drü­cke“ge­fun­den wer­den. Ziel ist es, Krank­hei­ten an­hand die­ser Cha­rak­te­ris­ti­ka frü­her zu er­ken­nen.

Tim Con­rad und sei­ne Kol­le­gen ar­bei­ten da­für mit Wis­sen­schaft­lern in­ter­na­tio­na­ler Uni­ver­si­täts­kli­ni­ken wie der Ber­li­ner Cha­rité und dem In­sel­spi­tal in Bern zu­sam­men. Ge­mein­sam mit Lun­gen­spe­zia­lis­ten des He­li­os-Kli­ni­kums Emil von Beh­ring in Zeh­len­dorf ha­ben sie sich zu­dem schon auf die Su­che nach den cha­rak­te­ris­ti­schen Fin­ger­ab­drü­cken ver­schie­de­ner For­men von Lun­gen­krebs ge­macht. Bei die­ser Krebs­form stellt sich im­mer wie­der die Fra­ge, ob man nicht ein Scree­ning für Men­schen ent­wi­ckeln kann, die zwar noch kei­ne Be­schwer­den ha­ben, aber zum Bei­spiel als Rau­cher be­son­ders ge­fähr­det sind.

Me­di­zi­ner, Mo­le­ku­lar­bio­lo­gen und Ma­the­ma­ti­ker: Tim Con­rad ist über­zeugt da­von, dass sol­chen ge­misch­ten Teams in der Er­for­schung von Krank­heits­ur­sa­chen so­wie bei der Ent­wick­lung von prä­zi­ser Dia­gnos­tik und pass­ge­nau­en The­ra­pi­en die Zu­kunft ge­hört. Die In­ter­dis­zi­pli­na­ri­tät sieht er als Chan­ce, aber auch als Her­aus­for­de­rung. „Wir sind ein Team, das ver­schie­de­ne Spra­chen spricht.“

DNA-De­tek­ti­ve. Zum mensch­li­chen Ge­nom, aber auch zum Pro­teom – der Ge­samt­heit al­ler Ei­wei­ße – wer­den heu­te in kur­zer Zeit rie­si­ge Da­ten­men­gen er­ho­ben.

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