Freitag, 29. Juni 2018

Alzheimer auf der Spur: Saar-Uni kooperiert mit chinesischem Genomik-Unternehmen BGI

Neurodegenerative Erkrankungen wie Alzheimer gelten als Volkskrankheiten. Um den schrittweisen Abbau von Nervenzellen rechtzeitig erkennen zu können und den Weg für die Heilung von Demenz zu ebnen, erforschen Wissenschaftler das Potenzial kleiner nicht-kodierender RNAs, die im Genom die Genexpression regulieren. Eine Möglichkeit, diese RNAs zu analysieren, sind so genannte Hochdurchsatz-Sequenzer, die in den letzten Jahren leistungsfähiger geworden sind. Die Universität des Saarlandes kooperiert nun mit dem chinesischen Unternehmen BGI, einem der größten Zentren für Genomsequenzierung weltweit, um die Relevanz solcher RNAs für Neurodegeneration und Altern zu entschlüsseln.

Das chinesische Unternehmen BGI und die Universität des Saarlandes haben heute eine strategische Partnerschaft bekannt gegeben. „Ziel ist es, nicht nur die Rolle von nicht-kodierenden RNAs bei neurodegenerativen Erkrankungen wie Alzheimer und Parkinson zu erforschen, sondern auch ein allgemeines Verständnis zu entwickeln: Wie wirken sich kleine RNAs auf das Altern aus? Und wie können wir unser Wissen zu nicht-kodierenden RNAs anwenden, um das Altern gesünder zu gestalten?“, erklärt Professor Andreas Keller, Sprecher des Zentrums für Bioinformatik an der Universität des Saarlandes und Inhaber des Lehrstuhls für Klinische Bioinformatik.

Durch die Kooperation wird BGI detailliertes Wissen über Hochdurchsatz-Sequenzierung vermitteln. „Aus technischer Sicht sind die von BGI entwickelten Geräte für diese Aufgabe bestens geeignet, da sie nicht auf die Amplifikation, also die Vermehrung von DNA-Abschnitten, mittels Polymerase-Kettenreaktion angewiesen sind“, erklärt Keller einen der Vorteile der vom chinesischen Unternehmen entwickelten BGISEQ-Technologie. Während die Sequenzierung derzeit noch in BGI-Einrichtungen in China durchgeführt wird, bauen die Saarbrücker Partner ein Sequenzierlabor an der Universität des Saarlandes auf. Dort werden BGI und die Universität des Saarlandes nicht-kodierende RNAs in Blutzellen, Serum, Plasma und teilweise auch in Gewebeproben von Hunderten von Patienten und Kontrollprobanden in Europa und China sequenzieren.

Die computergestützten Analysen von Hunderten von Terabytes an Daten werden mit Hilfe modernster Software und Datenbanken durchgeführt, die von Kellers Gruppe entwickelt wurden und auf die Forschung an nicht-kodierenden RNA-Fragmenten zugeschnitten sind. Mit „miRCarta“ und „miRMaster“ haben Keller und seine Kollegen bereits leistungsfähige Lösungen für die nicht-kovalente RNA-Analytik entwickelt, die von Forschern auf der ganzen Welt eingesetzt werden. In erster Linie hoffen die Experten, neue diagnostische Werkzeuge für die Früherkennung von Alzheimer zur Verfügung zu stellen. Darüber hinaus werden das BGI und die Universität des Saarlandes gemeinsam das Potenzial von „Deep-Learning-Ansätzen“ untersuchen, bei dem Computer anhand von Beispielen so trainiert werden, dass sie anschließend auch unbekannte Sachverhalte korrekt beurteilen können. Damit könnten die komplexen molekularen Profile interpretiert und mit Daten aus anderen Quellen wie bildgebenden Geräten kombiniert werden.

Die Partnerschaft passe perfekt zu der Strategie, nicht-kodierende RNAs in Neurodegeneration und Alterung zu untersuchen, so Keller. Die Universität des Saarlandes erforscht bereits kleine nicht-kodierende RNAs (microRNAs) bei der Parkinson-Krankheit. In einem gemeinsamen Projekt mit Professor Rejko Krüger vom Luxemburger Zentrum für Systembiomedizin wird das internationale Forscherteam über zwei Millionen Dollar für die Analyse von miRNA-Profilen von Parkinson-Patienten und -Probanden investieren, um die Entwicklung der erkrankten Personen im Zeitverlauf zu verfolgen und neue therapeutische Strategien zu entwickeln.

Parkinson ist auch bekannt durch den daran erkrankten US-amerikanischen Schauspieler Michael J. Fox, der beispielsweise in dem Film „Zurück in die Zukunft“ zu sehen war. Seine Michael-J.-Fox-Stiftung für Parkinson-Forschung, der weltweit größte Non-Profit-Förderer der Parkinson-Forschung, unterstützt die Saarbrücker Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler ebenfalls. Die Stiftung fördert darüber hinaus ein Projekt der Saarbrücker Forscher, bei dem der Einfluss einer Parkinson-Therapie auf das Darmmikrobiom von Patienten untersucht wird. „Dieses Projekt wird nun ebenfalls durch die technische BGI-Ausstattung erleichtert“, sagt Professor Keller. Seine Kollegen und er seien daher davon überzeugt, dass die BGI-Technologie die Infrastruktur für Genforschung an der Universität des Saarlandes deutlich stärken wird.

Die Universität des Saarlandes verfügt über eine starke und weltweit führende Forschungskultur im Bereich der microRNA und des Alterns. BGI wird eng mit Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern des Saarlandes auf Basis der BGISEQ-Plattform und der Big-Data-Analyse zusammenarbeiten, um ein besseres Verständnis des Alterns zu erlangen und eine frühere Prognose für Alzheimer und andere neurodegenerative Erkrankungen zu generieren. Darüber hinaus wird die Zusammenarbeit auf die microRNA-assoziierte Fitness, die Entwicklung von Präzisionsarzneimitteln und die Patientenversorgung ausgeweitet.

„Vor dem Hintergrund, dass China und Deutschland Innovation gemeinsam gestalten, freut sich BGI, die innovative Partnerschaft mit deutschen Universitäten, Instituten und Unternehmen zu stärken, um Wissen zu vervielfachen und wissenschaftliche Innovation und industrielle Effizienz zu fördern“, sagt Ning Li, Chief Development Officer von BGI.

Fragen beantworten:
Professor Andreas Keller
Sprecher des Zentrums für Bioinformatik
Saarland Informatik Campus E2.1
Universität des Saarlandes
Tel.: +49 681 302 68611
E-Mail: andreas.keller@ccb.uni-saarland.de

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