Standort Tirol 01 2015

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Im EU-Projekt „Lab-2-Go“ wird eine minutenschnelle Herzdiagnostik getestet
Vier europäische Firmen haben in den vergangenen Jahren das handliche biophotonische Point-of-Care-
Messgerät „Minicare“ entwickelt. Dieses misst mit nur einemTropfen Blut kardiales Troponin-I. Dieses Protein ist ein
empfindlicher und verlässlicher Marker einer Herzmuskelschädigung, wie sie bei einem akuten Myokardinfarkt vor-
kommt. Im Rahmen des EU-Projekts „Lab-2-Go“ läuft nun imTeam von Johannes Mair an der Uniklinik für Innere
Medizin III einTest, um die praktische Anwendbarkeit und technischeVerbesserung des Messgeräts voranzutreiben. SCIENCE
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FAKTEN. NEWS.
[ Thema: Life Sciences ]
Mit Dietmar Öfner-Ve-
lano hat die Universitätsklinik
für Visceral-,Transplantations-
undThoraxchirurgie an der
Medizinischen Universität
Innsbruck seit März 2015
eine neue Leitung. Der gebürtige Innsbrucker
Öfner-Velano absolvierte Medizinstudium und
Facharztausbildung in Innsbruck, wo er sich
auch im Fach Allgemeinchirurgie habilitierte.
Bevor er als Vorstand der Universitätsklinik
für Chirurgie an die Paracelsus Medizinische
Privatuniversität Salzburg wechselte, war
er von 2004 bis 2009 als stellvertretender
Direktor und geschäftsführender Oberarzt an
der Innsbrucker Universitätsklinik für Visceral-,
Transplantations- undThoraxchirurgie tätig.
Eine in Innsbruck –
unter der Beteiligung von
Herbert Tilg,Vorstand
der Uniklinik für Innere
Medizin I, – Salzburg und
im chinesischen Shenzhen
durchgeführte Metagenomstudie gibt neue
Einblicke in die Darmflora bei gesunden
und an Darmkrebs erkrankten Menschen.
Unter anderem konnten rund zwölf Keime
entdeckt werden, die für die Entstehung von
Darmkrebs verantwortlich sein dürften.Tilg:
„Gleichzeitig haben wir gesehen, dass bei den
Betroffenen bestimmte Keime, wie bei-
spielsweise Milchsäurebakterien, sogenannte
Bifidobaktieren, vermindert sind.“
B eim Metabolom“, lacht Her-
bert Oberacher, „ist alles im
Fluss. Das macht es spannend,
aber auch schwierig.“ „Spannend“
und „schwierig“ – wäre der promo-
vierte Chemiker Oberacher Brite,
müsste man von „typical british un-
derstatement“ sprechen, umfasst das
Metabolom doch alle Stoffwechsel-
produkte – Metaboliten – einer Zelle,
einem Gewebe oder eines Organismus
unter genau definierten Bedingungen
hinsichtlich Konzentration, Raum
und Zeit. Was wiederum heißt: Das
Metabolom ist variabel, bietet aber
gerade dadurch einzigartige Möglich-
keiten, die Wirkung von exogenen und
endogenen Stoffen im Körper zu un-
tersuchen. Ein Forschungsgebiet, auf
das sich Oberacher spezialisiert hat
und das an der Medizinischen Uni-
versität Innsbruck in der Core Facility
Metabolomics gebündelt wird.
„Ausgangspunkt der von Professor
Richard Scheithauer geleiteten Core
Facility war eine Forschungsgruppe
am Institut für Gerichtliche Medi-
zin“, erinnert sich Oberacher, der im
Jahr 2003 als Universitätsassistent an
diesem Institut andockte. Die Gruppe
beschäftigte sich im Bereich der foren-
sischenToxikologiemit bioanalytischer
Massenspektronomie, um das Know-
how zu verbessern, wie man Substan-
zen wie Drogen oder Medikamente,
die dem Körper zugeführt werden,
nachweisen kann. „Unsere zentrale
Aufgabe ist es, immer mehr Informati-
onen aus immer kleineren Proben und
Konzentrationen zu erhalten“, berich-
tet Core Facility-Sprecher Oberacher.
Zum Einsatz kommen dabei neben
der Massenspektrometrie hochsensib­
le Trenntechniken und umfangreiche
Spektrenbibliotheken zur Identifizie-
rung von Molekülen. Probendefiniti-
on, Analytik mit passenden Methoden
und Geräten sowie die Datenauswer-
tung sind die drei Bausteine, mit denen
man, so Oberacher, in das Metabolom
eintaucht, um nicht nur die Spitze des
Eisbergs, sondern auch den größeren
Teil unter Wasser zu sehen.
Vom qualitativen und quantitativen
Nachweis von Drogen und Medika-
menten in forensischen Proben war
es nur ein kleiner Sprung, um mit
dieser Vorgehensweise Hilfestellung
bei medikamentösen Therapien zu
geben. „Wir können Substanzen wäh-
rend der Therapie monitoren, fest-
stellen, wo wann welche Konzentra-
tionen vorliegen, in welchem Bereich
diese therapeutisch und in welchem
toxisch sind“, sagt Oberacher. Der
letzte Schritt der Spezialisten war je-
ner zur Identifizierung von körperei-
genen Substanzen, den Metaboliten.
Ein Spektrum, das die Forscher der
Gerichtsmedizin als analytischer Part-
ner in zahlreichen Projekten mit vor-
klinischen und klinischen Instituten
der Medizinuni, aber auch mit der
Universität Innsbruck zur Verfügung
stellen. „Das reicht von der Onkologie
über die Psychiatrie und Neurologie
bis zu zellulären Fragestellungen im
Bereich der Herzchirurgie“, so Ober-
acher. „Ein Vorteil“, fährt er fort, „ist
dabei sicher, dass die Gerichtsmedizin
sowohl ein akkreditiertes Routinelabor
als auch ein wissenschaftliches Labor
ist und somit Standards und Know-
how garantiert.“ Und dies braucht
es für spezialisierte Fragestellungen,
denn die passenden analytischen Ant-
worten, so Oberacher, gibt es nicht
von der Stange. ]
D as „next generation sequen-
cing“ brachte die weltwei-
te Forschergemeinde zwar
schneller an das Objekt ihrer Begier-
de, die neuartigen DNA-Sequenzier-
geräte stellten die Wissenschaftler
aber auch vor ein Problem: Was tun
mit genetischer Big Data?
„Als wir uns erstmals mit der Ver-
waltung von biologischen und gene-
tischen Daten beschäftigten, war von
Big Data noch keine Rede“, erinnern
sich Sebastian Schönherr und Hansi
Weißensteiner. Die zwei Informatiker
suchten 2006 ein Diplomarbeitsthe-
ma: „Günther Specht, Professor für
Datenbanken und Informationssys­
teme an der Uni Innsbruck, hat uns
auf ein Projekt an der Medizinischen
Universität hingewiesen.“ Dort trafen
sie auf Florian Kronenberg. „Wir ver-
standen ihre Sprache nicht, sie nicht
die unsere. Wir mussten erst lernen,
miteinander zu kommunizieren“,
lacht der Leiter der Division für Ge-
netische Epidemiologie. Die Kommu-
nikation wurde perfekt und mündete
nicht nur in Diplomarbeiten und Dis-
sertationen, sondern in die Open-
Source-Plattform Cloudgene, auf die
Forscher der ganzen Welt zugreifen.
2007 hatten Schönherr und Wei-
ßensteiner ein Informationssystem
aufgebaut, in dem genetische und
phänotypische Daten gespeichert wer-
den konnten. 2009 stellte sich bei der
Diplomarbeit von Lukas Forer – eben-
falls Informatiker – die Frage, „wie
man die Datenmengen effizient par-
allel analysieren und speichern kann.“
Die Lösung fanden sie in einem – zu-
erst aus alten Geräten zusammenge-
schlossenen – Computer-Cluster, mit
dem aber, so Schönherr, „zu kommu-
nizieren für einen Nicht-Informatiker
mühsam ist“. „An der Schnittstelle
zwischen Parallelität und Usability
entstand Cloudgene“, ergänzt Forer.
Der User dockt am Cloudgene-Cluster
an, lädt seine Daten, z.B. die sequen-
zierte DNA von 2000 Probanden, ins
System und kann diese am norma-
len PC-Arbeitsplatz analysieren und
parallel komplizierte Berechnungen
laufen lassen. Verschiedene Anwen-
dungsfälle sind in der Zwischenzeit in
die Plattform integriert und werden als
Service kostenlos zur Verfügung ge-
stellt. Eine davon ermöglicht mit Hilfe
von mitochondrialer DNA eine auto-
matische Zuordnung von Personen zu
sogenannten Haplogruppen, womit
verwandtschaftliche Verhältnisse von
Menschen festgestellt werden können.
Eine Frage, die offensichtlich interes-
siert: „Monatlich haben wir rund 1500
Zugriffe – und das weltweit.“ ]
Foto:Andreas Friedle
Genetiker Florian Kronenberg (2. v. re.) mit seiner Informatik-Abteilung, die hinter
Cloudgene steckt: Sebastian Schönherr, Hansi Weißensteiner und Lukas Forer (v.li.).
Foto:Andreas Friedle
Core Facility Metabolomics nennt sich eine Forschergruppe an der Medizinischen Universität Innsbruck, in
der Wissenschaftler rund um Herbert Oberacher die zellulären Stoffwechselprodukte unter die Lupe nehmen.
„Spannend, aber auch schwierig“
Hetfleisch
Big Data in der Genetik
Innsbrucker Informatiker und Genetiker entwickelten eine Plattform, mit der
große Mengen an genetischen Daten in kurzer Zeit verarbeitet werden können.
„Wir wollen immer mehr Informationen aus immer
kleineren Proben und Konzentrationen erhalten.“
Herbert Oberacher, Institut für Gerichtliche Medizin der Medizinischen Universität Innsbruck
Reinheitsgebote
F rüher wusste ich nicht, was ein
Reinraum ist, heute habe ich
selbst einen.“ Eine Übertrei-
bung? Nein, sagt Hans Schallinger
von der Comprei-Reinraum-Han-
del- und Schulungs GesmbH: „Die
Qualitätsanforderungen an Produkte
steigen ständig. Kunden fordern von
Unternehmen, dass diese in Reinräu-
men produzieren sollen.“ Die Bran-
che der Automotivzulieferer sei bei-
spielsweise eine, die vermehrt mit dem
Thema Reinraum konfrontiert werde.
„Nehmen Sie etwa ein Markenlogo.
Wird es mehrschichtig lackiert, muss
das Ausgangsmaterial partikelfrei sein,
damit es zu keinen störenden, weil
sichtbaren Einschlüssen in der La-
ckierung kommt“, nennt Schallinger
ein weiteres Beispiel. Für partikelfreie
Luft sorgt z.B. ein Laminar Flow, der
über dem Produkt einen unidirektio-
nalen Luftstrom erzeugt und störende
Partikel sozusagen wegbläst.
Einen anderen Grund für die ge-
stiegene Reinraum-Nachfrage sieht
Schallinger in den neuen Materialen,
mit denen teilweise produziert wird.
„Das wird immer mehr High-Tech.
Da braucht es Reinheit, um über-
haupt produzieren zu können“, weiß
der Mitarbeiter des Villacher Unter-
nehmens – zum Cluster Life Sciences
Tirol stieß Comprei aufgrund mehre-
rer Tiroler Kunden aus dem Pharma-
bereich. Wie rein und welche gesetz-
lichen Anforderungen der Reinraum
erfüllen muss, sagt Schallinger, hängt
vom Produkt ab. Daraus ergibt sich,
so der Experte, dass Reinräume meist
neu gebaut werden, obwohl es auch
Möglichkeiten gibt, sie in bestehen-
de Räume zu integrieren. Schallin-
ger: „Wichtig dabei ist, dass man den
Reinraum mit einem Architekten
plant, der damit Erfahrung hat. Das
spart viel Geld.“ Informationen gibt es
unter ]
Reinräume stellen auch bei der
Reinigung besondere Anforderungen.
Höhere Qualitätsanforderungen und neue Materialien
führen zu mehr Reinheitsanspruch an die Produktion.
Thema: [ LIFE SCIENCES TIROL ]
Foto:Comprei