Wettlauf im Dschungel der Gene

In diesem Jahr sterben in Deutschland etwa 600 Menschen an den Folgen ihrer HIV-Infektion oder an AIDS. Zwar stagniert diese in der Bevölkerung mittlerweile kaum noch beachtete Zahl dank immer besserer Therapien – doch das Virus schläft nicht. Längst hat der Wettlauf begonnen, denn HI-Viren sind besonders wandlungsfähig. Sie mutieren allmählich und werden gegen antiretrovirale Medikamente immer resistenter. Um das Phänomen im Auge zu behalten und besser zu verstehen, werden die Veränderungen im Erbgut der Virenstämme erfasst. Leider ist oft unklar, welche Mutationen mit welchen Resistenzbildungen zusammenhängen. Mehr Licht in diesen bioinformationellen Dschungel bringt das von der Deutschen Forschungsgemeinschaft geförderte Projekt AREVIR – »Analyse von Resistenzmutationen bei HIV«. Die Projektpartner sammeln klinische und virologische Daten als Basis für intelligente Auswertungsverfahren. Ihre Vision ist, anhand der erkannten Zusammenhänge für jeden Patienten eine wirksame Therapie vorherzusagen.

»Inzwischen haben wir die Virendaten von 4 500 Patienten erfasst. Das sind immerhin rund 12 Prozent der in Deutschland gemeldeten Fälle«, betont Dr. Joachim Selbig vom Max-Planck-Institut für molekulare Pflanzenphysiologie in Golm bei Potsdam. Und ständig wird die Datenbank gefüttert. Über eine am Fraunhofer-Institut für Algorithmen und Wissenschaftliches Rechnen SCAI entwickelte Benutzeroberfläche geben die Projektpartner ihre neuen Informationen in den Computer ein. Eine sichere Internetverbindung gewährleistet, dass die Daten von jedem Ort an den zentralen Rechner übermittelt werden. »Natürlich werden solch große Datenbestände nicht ›von Hand‹ nach bestimmten Mustern durchforstet«, erklärt Selbig die Auswertung. »Am SCAI entwickelten wir moderne Algorithmen, die die Virengene schnell vergleichen und relevante Veränderungen erkennen.« Dabei mussten die Programmierer darauf achten, dass alle Softwarekomponenten bis zum Modul, das die Daten visualisiert, aufeinander abgestimmt und einfach bedienbar sind.

Zwei weitere Projektleiter sind Dr. Rolf Kaiser vom Institut für Virologie der Universität Köln und Dr. Daniel Hoffmann vom center of advanced european studies and research (caesar) in Bonn. Um der AIDS-Forschung langfristig den freien Zugang zu den Ergebnissen von AREVIR zu sichern, gründeten die Projektleiter mit weiteren Bioinformatikern, Virologen und Klinikern aus ganz Deutschland den gemeinnützigen Verein »Genafor – Gesellschaft für nachhaltige Forschung e.V.«.