TP4 - SyMBoD

Integrative Systemmedizin-Plattform

Systemmedizinische Plattformen erfordern die Integration klinischer und forschungsbezogener Daten, mathematischer und rechnergestützter Modelle sowie benutzerfreundlicher Werkzeuge zur effizienten, personalisierten Diagnose und Identifizierung von Therapiemöglichkeiten („Theranostika“). Um unsere Forschungsdaten auffindbar, zugänglich, interoperabel und wiederverwendbar (FAIR) zu machen und den Anforderungen der Plattformbenutzer gerecht zu werden, werden Speicherung, Zugriff, Bearbeitung und Verteilung der vom Konsortium generierten Daten durch intuitive Benutzeroberflächen erleichtert. Insbesondere werden wir einen Rahmen für die semantische Integration klinischer und multimedialer Daten aus den anderen Teilprojekten und externen Wissensressourcen bereitstellen, indem wir Metadaten über mehrere Datenquellen hinweg harmonisieren und Annotations- und Integrationswerkzeuge für Experimentatoren entwickeln. Darüber hinaus werden wir explorative und prädiktive Bioinformatik- und maschinelle Lernanalysen nahtlos einbinden, um Simulationen und Modelle zu optimieren und Patienten in Risikogruppen einzuordnen. Hierbei bauen wir auf bestehende und neu entwickelte bioinformatischen Methoden zur netzwerkbasierten Identifizierung systembiologischer Biomarker und zur De novo-Gruppierung von Patienten in mechanistische Endophänotypen auf. Auf diese Weise erhaltene phänotypische Parameter können direkt in die in SP4 entwickelten CAD/CAE-Simulationen und -Modelle eingespeist werden, welche wiederum als interaktive Workflows in die Plattform integriert werden. Umfangreiche interaktive Visualisierungen für die Hypothesengenerierung auf der Grundlage integrativer Datenanalysen und für die Empfehlung von Therapieoptionen unter Verwendung individuell optimierter 3D-Gerüstmodelle ermöglichen es Plattformbenutzern, durchgängig individualisierte Optimierungen der knochenregenerativen Therapie durchzuführen. Letztendlich werden wir die Forschungsplattform zu einem patientenzentrierten System für die personalisierte Knochenregenerationstherapie weiterentwickeln, welches spezifisch auf die Bedürfnisse und Praktiken der Ärzte abgestimmt ist. Ermöglicht wird dieses Teilprojekt durch die Zusammenarbeit der AG Baumbach an der TUM und der Genevention GmbH, die über ausreichende Hardwareressourcen, weitgehende Erfahrung in der Softwareentwicklung und innovatives wissenschaftliches Fachwissen verfügen.