Pathogenbank
© DSMZ

Bioressourcen, Biodaten und digitale Gesundheit

Die Infrastruktur unterstützt Forschende unter anderem in den Bereichen Biomaterialien, medizinische Daten oder Bioinformatik. Sie bietet neben Analysewerkzeugen für die moderne Forschung auch Tools, Dokumente und Vorlagen für Auswertungen, Studienplanungen oder Biomaterialsammlungen.

Die Infrastruktur "Bioressourcen, Biodaten und digitale Gesundheit" ermöglicht künftig eine übergreifende Standardisierung biomedizinischer Daten und die Interoperabilität von Datenbanksystemen sowie einen verbesserten Zugang zu relevanten Biomaterialien, medizinischen und/oder Analyse-Daten oder digitalen Werkzeugen und Methoden innerhalb des DZIF. Die Infrastruktur stellt passgenaue Informationen zu Bioproben und Sammlungen von Krankheitserregern sowie Datenbanken, Analysewerkzeuge oder Apps zur Verfügung, die für die translationale Infektionsforschung mehr denn je benötigt werden.

Seit 2021 bündeln die früheren Infrastrukturen "Biobanken", "Bioinformatik", "Epidemiologie" und "Pathogenbank" ihre Expertise in dieser neuen Infrastruktur. Alle DZIF-Forschenden können von den Service- und Dienstleistungen sowie Schulungen und Workshops profitieren. Die Außendarstellung der Infrastruktur befindet sich noch im Aufbau und wird laufend weiter ergänzt.

Unsere Expertinnen und Experten im Überblick

Die Bildergalerie bietet eine Orientierung über Expertisen und geeignete Kontaktpersonen für Ihre Anliegen:

Informationen zum Aufbau der Infrastruktur

Unsere Mission:

Auf dem Weg zu einer umfassenden biomedizinischen Dienstleistungsstruktur innerhalb des DZIF richten wir unsere Arbeit aus auf:

  • Einen gemeinsamen Zugang und eine gemeinsame Nutzung von Ressourcen und Daten
  • Unterstützung bei der Datenanalyse
  • Vermittlung von Schlüsselkompetenzen und Kapazitätsaufbau durch Schulung und Beratung
  • Daten-/IT-Infrastruktur, digitale Werkzeuge und Dienste durch spezielle Projekte

Projekte und Anwendungsbeispiele

Unsere zahlreichen etablierten Dienstleistungen und Service-Angebote konnten wir schon in einer Vielzahl von DZIF-Projekten anbieten und umsetzen. Die nachfolgenden Anwendungsbeispiele sollen Interessierten bei der Auswahl und Suche von Angeboten helfen:

Transplantationskohorte

  • Unterstützung bei der Erstellung der Standard Operating Procedures (SOPs) für die Bioprobensammlung und der Kostenkalkulation
  • Aufbau eines Qualitätsmanagementsystems mit internen Audits
  • Beratung bei der Erstellung des Ethikantrags (Patienteninformation, informierte Einwilligung)
  • Qualitätsmanagement für die Sammlung von bakteriellen Proben (Transport, Qualitätskontrolle und Lagerung)
  • Qualitätskontrolle der Daten
  • Entwicklung von Apps und eines Rekrutierungsdashboards

COVID-19

  • Unterstützung bei der Erstellung des Ethikantrages
  • Aufbau eines umfassenden COVID-19-Gewebekollektivs, das während der Pandemie durch fortwährende Obduktionen verstorbener COVID-19 Patient:innen nachhaltig erweitertet wird
  • Mitwirkung in Registern des Nationalen Netzwerk der Universitätsmedizin (NUM) und des Flüssigproben-basierten „NAPKON“-Projekts
  • Aufbau eines Repositoriums für individuelle Teilnehmerdaten großer Seroprävalenzstudien in Deutschland mit inzwischen > 40.000 Teilnehmerdaten (im Rahmen von NUM (COVIM))
  • Methodische Unterstützung einer der größten Seroprävalenzstudien Deutschlands (MuSPAD) zu SARS-CoV-2
  • Entwicklung des Online-Tools "CoVerage", das die Verbreitungsdynamik von SARS-CoV-2 analysiert und visualisiert
  • Unterstützung des SORMAS-Teams bei methodischen Fragestellung zur Evaluation der Implementierung von digitaler Surveillance-Software zur nationalen und internationalen Kontaktpersonennachverfolgung
  • Bereitstellung einer umfangreichen Technologieplattform - Vermittlung und Durchführung von Analysen (z. B. Sequenzierungen)
  • Bereitstellung schneller Evidenzsynthese, Infektionsmodellierung und Expertise für öffentliche Kommunikation und Expertengremien von Landes- und Bundesministerien z. B. im Rahmen des European COVID-19 Forecast Hubs

Wie können wir Ihre Forschung unterstützen?
Senden Sie uns eine E-Mail

„Derzeit sind Informationen über 4.625 Patientinnen und Patienten, 177.160 Bioproben und über 2.200 Diagnosen im Zentralen Bioprobenregister des DZIF gespeichert. Diese Daten können von allen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern im DZIF abgerufen werden.“
Andrea Kühn
Andrea Kühn-Steven
Projektmanagerin der DZIF-Biobanken

Die Services der Infrastruktur Bioressourcen, Biodaten und Digitale Gesundheit

Das zentrale Bioprobenregister im DZIF - erklärt in knapp zwei Minuten. Zum Abspielen des Videos bitte anklicken.

Für alle DZIF-Forschenden bieten wir zahlreiche Service- und Dienstleistungen: Wir beraten und unterstützen unter anderem bei der Probengewinnung und -verarbeitung und bieten mit einer Technologie-Plattform modernste Verarbeitungs- und Analysemethoden an.

Service-Angebote im Bereich Bioressourcen und Biodaten:

Biobanking für Flüssigproben (Liquids)

Am Helmholtz Zentrum München (HMGU) ist das DZIF-Biobanking angesiedelt, das für alle Fragestellungen rund um die Sammlung von flüssigen Bioproben verantwortlich ist. Unser Ziel ist es, sichere, qualitativ hochwertige, authentifizierte und standardisierte Bioproben für DZIF-Projekte und externe Partner:innen bereitzustellen.

Gerne unterstützen und beraten Sie die Expert:innen der Infrastruktur in allen Bereichen des Biobanking - von der Probengewinnung und -verarbeitung - bis hin zu Lagerung und Qualitätsmanagement und bieten modernste Verarbeitungs- und Analysemethoden an.

Wir unterstützen Sie unter anderem gerne bei den folgenden Punkten:

  • Erstellung von Ethikunterlagen unter Berücksichtigung der Nachnutzbarkeit von Proben und Daten
  • Datenmanagement von Bioprobensammlungen (LIMS, föderierte Datenhaltung)
  • Qualitätsmanagement: für die Transplant-Kohorte haben wir ein dreistufiges QM-System mit SOPs, friendly Audits und Qualitätsüberprüfungen an Bioproben entwickelt, das wir gerne an ihre Bedürfnisse anpassen
  • Eintrag ihrer Bioprobensammlung in deutsches/europäisches Biobankenregister

An allen DZIF-Partnerstandorten und mit allen Kooperationspartnern arbeiten wir an der Harmonisierung und Standardisierung dieser Themen. Für die Münchner Tx-Partner lagern wir die Bioproben zentral in der HMGU Biobank. Eine wichtige Aufgabe unserer Gruppe ist der Betrieb des Zentralen Bioprobenregisters (ZBR), das einen aktuellen Überblick über verfügbare Bioproben im DZIF bietet. Unser federführendes Kooperationsprojekt ist die Transplantationskohorte (Tx) innerhalb des Forschungsbereichs Infektionen im immungeschwächten Wirt.

Ihre Ansprechpersonen für Fragen und Services zu flüssigen Bioproben sind Dr. Gabriele Anton und Dr. Andrea Kühn-Steven.

 

Zentrales Bioprobenregister (DZIF-ZBR)

In Biobanken lagern biologische Proben wie menschliche Gewebe, Blut und DNA. Diese Proben und die damit verknüpften personenbezogenen Daten sind von besonderem Wert für die translationale Forschung im DZIF. Mit ihrer Hilfe können in der Infektionsforschung Krankheitsursachen aufgedeckt und neue präventive, diagnostische und therapeutische Methoden entwickelt werden.

Um die dezentral an den einzelnen DZIF-Standorten gelagerten Biomaterialien für die Forschung nutzbar zu machen, betreibt das DZIF am Helmholtz Zentrum München das zentrale Bioprobenregister (DZIF-ZBR). Das ZBR führt die Probendaten aus den lokalen Systemen zusammen, konsolidiert die Daten der verschiedenen Standorte und Studien und stellt damit ein wertvolles Werkzeug zur Datenharmonisierung dar. Mittels individueller Suchabfragen bietet das ZBR den Forschenden im DZIF somit eine Übersicht über die gesammelten Bioproben und assoziierten Daten und damit ein wirksames Instrument zur Planung von Projekten mit Einsatz von Bioproben.

 

Grafische Darstellung der aktuellen ZBR-Statistik (Stand: 02/2022)

© DZIF

Kooperation zwischen der HEnRY Biobanking-Software und dem ZBR

Innerhalb des Forschungsbereichs HIV wird in der Arbeitsgruppe um Prof. Janne Vehreschild an der Uniklinik Köln das Open-Source-Biobanking-Tool HEnRY (HIV Engaged Research technologY) entwickelt. Gemeinsam mit dem  Zentralen Bioprobenregister am Helmholtz München wurde eine automatische Schnittstelle geschaffen, über die Bioproben-Daten per Mausklick an das ZBR gesendet werden können. Künftig können alle Studien und Bioprobensammlungen, die die HEnRY Biobanking Software verwenden, relevante Daten gemäß Minimaldatensatz per automatischer Schnittstelle ans ZBR senden. Auf diese Weise ist die Studie ohne weiteren Aufwand im ZBR sichtbar und die Daten können für Suchanfragen genutzt werden.

Nach der Vorstellung dieser neuen Möglichkeit auf dem ZBR-Anwendertreffen im September 2021 hat die Afrikanische Partnerinstitution (API) in Lambaréné (Gabun) die HEnRY-Software heruntergeladen und für ihre Bioproben-Dokumentation eingesetzt. Alle Benutzer:innen erhalten eine Schulung und Unterstützung, einschließlich eines Handbuchs auf Französisch. Durch die bequeme Übermittlung der Daten an das ZBR ist der Aufwand gering und der Ertrag hoch: Dokumentation und Sichtbarkeit in einem Schritt. Das stärkt die Kooperationen und fördert die Forschung im DZIF.

Aktuell sind Bioproben und Daten zu folgenden Studien im ZBR abrufbar:

NEU ab 2021 / 2022:

  • HelicoPTER Studie
  • TIARA Studie
  • Stammzell-Transplantation / Pädiatrie (Standort München)

Ferner sind Daten zu Pathogenen verfügbar, bzw. können abgerufen werden. Weitere Studien und Bioprobensammlungen sind flexibel an das ZBR anbindbar.

Ihre Ansprechpersonen für Fragen und Anregungen zu Flüssigproben sowie zum ZBR sind Dr. Andrea Kühn-Steven und Hans Demski.

So erhalten Sie Zugang zu den Daten im ZBR:

 

Eine gleichbleibend hohe Qualität der Bioproben ist unerlässlich für die translationale Forschung. © HMGU/Kühn

Biobanken-Übersicht

Die an den einzelnen Standorten vorhandenen Biobanken und Bioprobensammlungen auch die mit Bezug zum DZIF – sind im "German Biobank Directory" der "Biobanking and Biomolecular Resources Research Infrastructure" (bbmri) eingetragen. Hier erhalten Sie Informationen zu den derzeit innerhalb des DZIF vorhandenen Biobanken und Sammlungen humaner Bioproben sowie zu Biobanken im DZIF-Netzwerk. Eine Kurzdarstellung sowie weitere Informationen zu den einzelnen Biobanken finden Sie unter den jeweiligen Akronymen, wenn Sie unter "Biobank network" den Suchbegriff "DZIF" eingeben.

Zu den beteiligten Biobanken

Sofern Sie auch nach Bioproben im internationalen Kontext suchen möchten, können Sie Ihre Suchanfrage unter folgendem Link starten:

https://directory.bbmri-eric.eu

Eine weitere Möglichkeit, Bioproben zu suchen und anzufragen, finden Sie unter folgendem Link:

https://samplelocator.bbmri.de/search

​Möchten Sie Ihre Biobank oder Bioprobensammlung im German Biobank Directory aufnehmen lassen oder haben Sie Änderungswünsche? Bitte senden Sie eine E-Mail an Dr. Andrea Kühn-Steven.

DZIF-Gewebebank

Die zentrale DZIF-Gewebebank am Standort Heidelberg stellt Kollektive relevanter Gewebeproben für Forschungsprojekte im DZIF zur Verfügung. Die Gewebebank bietet darüber hinaus modernste Analysemethoden und Technologien im Gewebebereich an.

2020 konnten wir durch bestehende Expertisen und Infrastrukturen schnell und zielgerichtet auf die Herausforderungen der COVID-19-Pandemie reagieren und allen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern Zugang zu Flüssig- und Gewebeproben von COVID-19-Erkrankten verschaffen. Zu diesem Zweck wurde in der DZIF-Gewebebank ein umfassendes COVID-19-Kollektiv eingerichtet und im Verlauf der Pandemie durch fortwährende Obduktionen verstorbener COVID-19-Patientinnen und -Patienten nachhaltig erweitert. Mit der Erforschung des Gewebes konnten unter anderem die pathophysiologischen Mechanismen der Infektionskrankheit analysiert und die Behandlung schwerer Krankheitsverläufe angepasst werden.

Ihre Ansprechpersonen für Fragen und Anregungen zu Gewebeproben sind Dr. Isabel Klein und Prof. Peter Schirmacher.

 

Eine frisch eingefrorene Gewebeprobe wird für die Forschung asserviert.

© BMBH/Stottmeier

Gewebeproben und mit diesen verbundene Dienstleistungen können über die folgenden Formulare bei der DZIF Gewebebank beantragt werden:

 

Pathogenbank

Die Pathogenbank des DZIF ist im Leibniz-Institut DSMZ-Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen in Braunschweig etabliert. In den letzten Jahren ist die Zahl der eingelagerten mikrobiellen Krankheitserreger und Wirkstoffproduzenten auf über 3.000 Stämme stark angestiegen. Neben Bakterien sind auch Pilze und Bakteriophagen Bestandteil der Pathogenbank. Darüber hinaus erweitert die Pathogenbank ihre Sammlung um Stämme, die für bestimmte Forschungsfragen wichtig sind (z. B. Mikrobiome). Dank der Kooperation mit dem Forschungsbereich Gastrointestinale Infektionen und weiteren Partnern gibt es Sammlungen von Mikrobiomstämmen aus dem Gastrointestinaltrakt von Maus, Schwein, Huhn und Mensch.

Einen weiteren Schwerpunkt bildet die Sammlung und Charakterisierung von multiresistenten Bakterienstämmen, die immer häufiger zu Ausbrüchen in Krankenhäusern führen. Die DNA wichtiger Stämme wird sequenziert und die Informationen werden in den entsprechenden Datenbanken zugänglich gemacht. Um unsere Expertise weiterzugeben und Projekte zu unterstützen, bieten wir DZIF-Trainingskurse zur professionellen Handhabung von Pathogenen an.

zur DZIF-Sammlung der DSMZ

Ihre Kontakte bei Fragen zur Pathogenbank

Koordinator der Pathogenbank ist Prof. Dr. Jörg Overmann. Dr. Birte Abt und Dr. Thomas Riedel stehen als Ansprechpersonen für Fragen und Anregungen zur Pathogenbank zur Verfügung.

 

Bakterien, Pilze oder <a href="/de/glossar/bakteriophagen">Bakteriophagen</a> werden in der <a href="/de/glossar/pathogenbank">Pathogenbank</a> langzeitkonserviert.<br /> © DSMZ/Hanno Kessel

Bioinformatik und Maschinelles Lernen

Computergestützte Analysen großer biomedizinischer Datensätze sind ein wesentlicher Bestandteil der modernen Erforschung von Krankheitserregern. Insbesondere die rasante Entwicklung von Omics-Technologien hat zu einem erhöhten Bedarf an informatischen Methoden in der biologischen und klinischen Forschung geführt. Diese Daten vernünftig zu sammeln und auszuwerten, erfordert die Expertise von Bioinformatiker:innen sowie spezialisierte Soft- und Hardware.

Die Bioinformatik ist daher eine wesentliche Komponente bei der Analyse von Daten innerhalb von DZIF-Projekten und erfordert umfangreiches Fachwissen, um entweder neue Methoden zu entwickeln oder die besten verfügbaren Software-Tools für eine Aufgabe zu identifizieren. Im Bereich Bioinformatik und Maschinelles Lernen verfügen wir über umfangreiche Expertise in der Bewertung bioinformatischer und maschineller Lernmethoden zur Analyse mikrobieller Pathogene und mikrobieller Gemeinschaften, der Implementierung bioinformatischer Pipelines und deren Anwendung in der DZIF-relevanten translationalen Forschung.

Orientiert an den Bedürfnissen der DZIF-Forschenden konzentrieren wir uns auf die folgenden Dienstleistungen:

 

  1. Training Schools
    Regelmäßige Fortbildungsangebote für alle DZIF-Wissenschaftler:innen. In Abstimmung mit der DZIF-Akademie bieten wir Schulungen an, zum Beispiel zu allgemeinen computergestützten Datenanalysen (Pipeline- und R-Programmierung), zur Nutzung bioinformatischer Software (z.B. Mikrobiom- und klinische Erregerdatenanalysen, Phylogenetik, Resistenzen) sowie zu Anwendungen des maschinellen Lernens in der Infektionsforschung.
     
  2. Beratung & Projektunterstützung
    Best-Practice-Empfehlungen für DZIF-Wissenschaftler:innen zum experimentellen Design und zur computergestützten Datenanalyse. Unterstützung bei der Auswahl geeigneter Methoden für spezifische Datenanalysen aus einer Vielzahl verfügbarer computergestützter Methoden.
    Aktuelle Workshops und Veranstaltungen finden Sie unten auf dieser Seite.

Koordinatorin des Bereichs Bioinformatik und Maschinelles Lernen ist Prof. Dr. Alice McHardy. Kristin Sauerland und Adrian Fritz stehen als Ansprechpersonen für Fragen und Anregungen zur Verfügung. Bitte kontaktieren Sie uns über unsere zentrale E-Mail-Adresse bioinformatics@dzif.de.

 

© DZIF/ScienceRelations

Service-Angebote im Bereich Digital Health

Beratung, Templates, Analysen und Studien

Die TI BBD kann Tipps und Hinweise zur Lagerung verschiedener Biomaterialien geben. Abhängig von Herkunft und Verwendungszweck der Materialien, aber auch der Infrastruktur vor Ort, können Lösungen gefunden werden.  Auch in Fragen zur Logistik und zum Transport von Biomaterialien, die sowohl technische als auch rechtliche Hintergründe haben können, kann die TI BBD weiterhelfen.
Das Nagoya-Protokoll regelt seit 2014 die Sammlung und Nutzung biologischer Ressourcen weltweit. Das bedeutet, dass jedes Land nun souveräne Rechte über seine biologischen Ressourcen hat. Wir können Forschende dabei unterstützen herauszufinden, was erlaubt ist, welche Genehmigungen erforderlich sind und wie man sie erhält.

Im Rahmen verschiedener Kooperationen innerhalb DZIFs sind eine Reihe von Mustertexten, Standardarbeitsanweisungen und Vorlagen sowie Empfehlungen erarbeitet worden und können Forschenden im DZIF zur Verfügung gestellt werden.

Wir beraten Sie gerne zu:

Biomaterialien und Krankheitserreger

  • Lagerung und Logistik
  • Kostenkalkulation für Bioprobensammlungen
  • Qualitätsmanagement, gute Biobankpraxis
  • SOPs (Standard Operating Procedures
  • Labor-Informations-Management-System (LIMS)
  • Präanalytik
  • Einhaltung von Gesetzen, Genehmigungen
  • Ethik, informierte Zustimmung und Patienteninformation
  • Nagoya-Protokoll

Bioinformatik-Analysen

  • Serologische Auswertungen
  • Genomische Überwachung
  • Mikrobiom-Daten
  • Krankheitserreger
  • AMR (Antimicrobial Resistance)

Digitale Instrumente zur Unterstützung von Kohortenstudien

Digitale Instrumente zur Unterstützung der Surveillance von Infektionskrankheiten

  • SORMAS (Surveillance Outbreak Response Management & Analysis System)

Tools und Hilfsmittel

Epidemiologie

Infektionskrankheiten kommen in verschiedenen Regionen unterschiedlich häufig vor. Sie verbreiten sich je nach Erreger und Infektionsweg anders und treffen manche Bevölkerungsgruppen eher als andere. Mit dem Wissen um diese Faktoren kann die Epidemiologie Infektionskrankheiten schneller erkennen, ihre Ausbreitung eindämmen und weiteren Erkrankungen vorbeugen. Der enge Kontakt zur NAKO-Gesundheitsstudie – international eine der größten prospektiven Kohortenstudien – ermöglicht es uns, konkrete DZIF-Forschungsansätze im großen Maßstab auf eine allgemeine Bevölkerungskohorte zu übertragen und, unter anderem, bisher unentdeckte Zusammenhänge zwischen Infektionen und chronischen Volkskrankheiten zu untersuchen.

Zusätzlich zu Hilfestellungen bei spezifisch epidemiologischen statistischen Fragestellungen bieten wir Tools und Hilfsmittel in den Bereichen:

  • Studiendesign, Fallzahlberechnung und Datenanalyse
  • Systematische Übersichten und Literatursuche
    Unser versiertes Team ist in der Lage, schnell und professionell sowohl systematische Übersichtsarbeiten als auch systematische Literatursuchen in Zusammenarbeit mit Expert:innen aller Forschungsbereich anzufertigen. Wir unterstützen sowohl bei "einfachen" Literatursuchen als auch bei der Ausarbeitung umfangreicher systematischer Übersichtsarbeiten.
  • Dynamische Modellierung von Infektionskrankheiten
    Wir haben Erfahrung in der Erstellung eigener infektionsdynamischer Modellierungen. Durch Evidenzsynthese oder methodische Kapazität können wir Modellierungen unterstützen. Im Rahmen der COVID-19 Pandemie haben wir die öffentliche Kommunikation und die Arbeit in Expertengremien durch eigene Modellierungen sowie den Aufbau einer Kommunikationsplattform für die deutsche Modellierungscommunity unterstützt.
  • Meta-Analysen und Plattformen zur Durchführung von individuellen Teilnehmerdaten-Metanalysen
    Wir führen Meta-Analysen sowohl im Rahmen von systematischen Übersichtsarbeiten als auch außerhalb davon durch. Insbesondere sind wir spezialisiert auf den Aufbau, die Rekturierung und den Erhalt von Plattformen, die der Durchführung von Meta-Analysen mit individuellen Teilnehmerdaten dienen. Im Rahmen der COVID-19 Pandemie haben wir zum Beispiel den Serohub aufgebaut, der individuelle Teilnehmerdaten von serologischen Studien in Deutschland enthält.

Kontaktieren Sie uns gern, um zu besprechen wie wir Ihre Forschungsvorhaben in den genannten Bereichen konkret unterstützen können: Dr. Berit Lange.

Schulungen und Workshops

In Schulungen, Webinaren, Workshops und auf Konferenzen gibt die Infrastruktur ihr Wissen weiter an den Nachwuchs und an erfahrene Forschende, die ihr Wissen erweitern wollen. Ob "Deep Learning" für die freie Statistiksoftware "R", Anwendungstreffen für Bioprobenregister oder die Überwachung von Ausbruchsgeschehen: Orientiert an den Fragen und Problemen der DZIF-Forschenden werden unter anderem spezifische Forschungsmethoden vermittelt und an konkreten Beispielen aus dem Forschungsalltag eingeübt. Eine Ausweitung der Zusammenarbeit mit der DZIF-Academy wird angestrebt.

Aktuelle Veranstaltungen finden Sie unten auf dieser Seite.

Sie und Ihre Kolleg:innen haben einen Vorschlag für eine Schulung und/oder Workshops? Wir freuen uns auf Ihre Anregungen.

Zentrale Links und Formulare

Wichtige Links und Formulare haben wir im Folgenden für Sie zusammengefasst:

Artikel zur Infrastruktur

Publikationen