ITFoM: Der virtuelle Patient

In den letzten Jahren sei enorm viel Geld in die Biowissenschaften geflossen, man habe dadurch ein viel besseres Verständnis der biologischen Abläufe bekommen, konstatiert Hans Westerhoff, Direktor des Manchester Centre for Integrative Systems Biology. Allerdings seien die Erkenntnisse der Medizin und letztlich den Patienten bisher nicht zugute gekommen, betonte er in der Vorwoche beim Forum Alpbach. Genau das will das geplante Großforschungsprojekt ITFoM („Information Technology Future of Medicine“) erreichen, das Westerhoff bei der Tagung präsentierte: Die beteiligten Forscher aus 15 Staaten wollen auf Basis von biologischen Daten ein möglichst vollständiges Computermodell eines Menschen, den „virtuellen Patienten“, entwickeln.

An ihm kann man beispielsweise die Wirkung einer bestimmten Behandlung schon vorab simulieren. Österreich spielt bei diesem Forschungsvorhaben, das der „personalisierten Medizin“ zum Durchbruch verhelfen könnte, eine Schlüsselrolle: An der Medizinischen Universität Graz soll der gesamte Medizinbereich von ITFoM abgewickelt werden. Das Projekt ist eines von sechs Finalisten des von der EU-Kommission initiierten „FET Flagship“-Programms (Future and Emerging Technologies). Eine Jury wählt noch heuer ein bis zwei Projekte aus, die für die nächsten zehn Jahre Fördergelder in der Höhe von zumindest einer Milliarde Euro erhalten.

Die gängige Praxis in der heutigen Medizin ist nicht sonderlich effektiv: Ist ein Mensch erkrankt, dann verschreibt der Arzt ein Medikament, das bei dieser Krankheit erfahrungsgemäß bei anderen Personen eine positive Wirkung hatte. Dabei wird jedoch nicht berücksichtigt, dass die biologischen Prozesse in einer Zelle von Mensch zu Mensch unterschiedlich sind. Wie der Einzelne reagiert bzw. ob eine Heilung eintritt, kann heute kein Arzt vorhersagen. Speziell bei Krankheiten wie Krebs oder Diabetes sind die Folgen aber schwerwiegend.

Grazer Biobank. Manche Krebsmedikamente wirken z.B. nur bei 50 bis 75 Prozent der Menschen – die übrigen leiden jedoch ebenfalls an den Nebenwirkungen. Dennoch fallen die gesamten Kosten für die Behandlung an, ohne dass es irgendeinen Nutzen dadurch gebe. Eine genauere Vorhersage der Medikamentenwirkung könnte also nicht nur die Qualität der medizinischen Versorgung steigern, sondern auch unnötige Kosten vermeiden.

Das wird immer wichtiger: Bei Krebs schätzt die Weltgesundheitsorganisation WHO, dass sich die Zahl der jährlichen Todesfälle von aktuell 7,6 Millionen bis zum Jahr 2030 auf mehr als 13,1 Millionen erhöhen wird, bei Diabetes soll sich die Zahl der erkrankten Menschen sogar mehr als verdoppeln. In Österreich steigen die Gesundheitsausgaben laut OECD um durchschnittlich 2,7 Prozent pro Jahr und machen derzeit rund elf Prozent des BIP aus. Drei Viertel davon werden von der öffentlichen Hand getragen.

Die Hauptaufgabe der Grazer Forscher rund um Kurt Zatloukal im ITFoM-Projekt ist die Erstellung eines Referenzdatensatzes. Dieser enthält Daten zu genetischen, anatomischen und physiologischen Eigenschaften von Menschen; auch Umweltfaktoren sind von Bedeutung. Außerdem fließt die Gesamtheit der RNA-Moleküle, Proteine und Stoffwechselprodukte einer Zelle in den Datensatz ein.

Die Basis dafür bildet die Biobank der Med-Uni Graz, die mit rund 4,5Millionen Gewebeproben zu den größten Europas zählt. Im Vorjahr entstand am Institut für Pathologie das Christian-Doppler-Labor für die Forschung an biologischen Proben und Biobanktechnologien. Ab 2013 wird sich der Hauptsitz der europäischen Forschungsinfrastruktur für Biobanken und biomolekulare Ressourcen (BBMRI) in Graz befinden.

Aufbauend auf dem Referenzdatensatz entwickeln Forscher dann ein umfassendes Computermodell, den „virtuellen Patienten“. Wird das Computermodell mit den Daten eines Patienten gefüttert, soll es dem Arzt möglich sein, die Wirkung von Medikamenten vorab am Computer zu simulieren.

Kollege Computer. Das bedeutet für den Patienten, dass der behandelnde Arzt aus verschiedenen Therapiemöglichkeiten die beste und verträglichste Behandlung auswählen kann, noch bevor man eine einzige Tablette eingenommen hat. Die Forscher erwarten sich, dass Therapien – speziell bei Krebspatienten – auf diese Art wirksamer werden, als dies heute der Fall ist. Integraler Bestandteil dieser Forschung sind auch die Folgen der Technologie für das Gesundheitssystem sowie für das Berufsbild der Ärzte.

("Die Presse", Print-Ausgabe, 02.09.2012)