Mit Mathematik am Krankenbett zu einer "maßgeschneiderten" Versorgung

02.04.2015
Foto: Ärztin benutzt Taschenrechner

Bestes Beispiel für Computersimulationen sind Wettervorhersagen, die zumindest kurzfristig sehr hilfreiche Information –wie auf einem Regenradar – liefern; © panthermedia.net/ginasanders

Moderne Computermodelle helfen Ärzten, Therapieerfolge abzuschätzen: Computersimulationen gehören im Bereich der Grundlagenforschung bereits zum Standard, unter anderem um Prognosen zu treffen. Der Rechenaufwand dafür ist enorm und in Ansätzen gut vergleichbar mit systembiologischen Forschungsarbeiten, wie sie auch an der Medizinischen Fakultät Carl Gustav Carus der TU Dresden verfolgt werden.

Um den konkreten Nutzen systembiologischer Verfahren in der Medizin zu belegen, initiierte das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) das Förderprogramm "Demonstratoren zur Individualisierten Medizin" im Rahmen des Forschungs- und Förderkonzeptes "e:Med – Maßnahmen zur Etablierung der Systemmedizin".

Aus einer Vielzahl von Bewerbungen wurden deutschlandweit acht Pilotprojekte ausgewählt, darunter auch das von Prof. Ingo Röder, Direktor des Instituts für Medizinische Informatik und Biometrie an der Medizinischen Fakultät Carl Gustav Carus (TU Dresden) koordinierte Verbundprojekt "Modell-basierte Optimierung und Individualisierung von Behandlungsstrategien in der Hämatologie" (HaematoOPT).

Ziel ist es, in den nächsten drei Jahren mathematische Modelle zur Beschreibung von Prozessen der Blutbildung so zu erweitern und zu modifizieren, dass sie auch für den praktischen Einsatz in der Klinik geeignet sind. Für die Ärzte geht es oft darum zu entscheiden, welche Dosis eines Medikamentes gegeben werden sollte oder aber ob ein Medikament gegebenenfalls abgesetzt werden kann. "Bislang greifen Ärzte hierbei zumeist auf allgemeine Leitlinienempfehlungen oder aber auf ihre persönlichen Erfahrungswerte zurück. Eine objektive Vorhersage des individuellen Krankheitsverlaufes ist bisher nur selten verfügbar", sagt Prof. Ingo Röder, der als Mathematiker und Systembiologe eng mit den Ärzten kooperiert. Im Fokus seiner Arbeit steht dabei die Entwicklung von Computermodellen, die dazu geeignet sind, die Behandlung von Erkrankungen des blutbildenden Systems – zum Beispiel verschiedener Leukämiearten – patientengenau abzubilden.

Die theoretischen Resultate zeigen, dass der Therapieerfolg von ganz vielfältigen Parametern abhängt, die auf den ersten Blick kaum zu erfassen sind. "Neben typischen Krankheitsverläufen, deren Prognose man auch ohne eine Simulationsrechnung abschätzten könnte, gibt es immer wieder auch Beispiele, in denen die Modell-Vorhersage nicht mit dem Erwarteten übereinstimmt", so der Dresdner Wissenschaftler. "Teil unserer Forschung sind auch immer Praxistests der theoretischen Ergebnisse. Wenn diese erfolgreich verlaufen, könnte es in den nächsten Jahren möglich werden, dass Ärzte mit Hilfe von Computerprogrammen verlässliche Prognosen – quasi am Krankenbett – berechnet bekommen und somit effizienter eine Therapie auf den jeweiligen Patienten abstimmen können."

Für das Gesamtprojekt steht den Wissenschaftlern um Prof. Röder ein finanzielles Budget von 3,2 Millionen Euro zur Verfügung. Das HaematoOPT Projekt ergänzt die bereits bestehenden systembiologischen Aktivitäten an der Medizinischen Fakultät Carl Gustav Carus der TU Dresden. Speziell stärkt es die bereits gelebte interdisziplinäre Forschung am Schnittpunkt von angewandter Mathematik und klinischer Forschung und trägt dazu bei, den Platz der TU Dresden unter den deutschlandweit führenden Einrichtungen im Bereich innovativer, biomedizinischer Forschung zu festigen.

MEDICA.de; Quelle: Universitätsklinikum Carl Gustav Carus Dresden

Mehr über das Universitätsklinikum Carl Gustav Carus Dresden unter: www.uniklinikum-dresden.de