Neue biotechnologische Messverfahren stellen die Datenanalysten immer wieder vor neue Herausforderungen. quantiom bioinformatics hat ein Portfolio an innovativen Lösungen entwickelt, mit dem Analysestrategien problemlos auf neue Bedürfnisse adaptiert werden können.
Auf der Analytica in München vom 1.-4. April kann man sich aus erster Hand über innovatives Data-Mining in der Biotechnologie informieren, wie quantiom es mit seiner Analyse-Plattform Generic Signal Profiler anbietet (Gemeinschaftstand 'Junge innovative Unternehmen' des BMWi, Halle A3, Stand 473/7).
Das Spektrum der Anwendungen reicht von der Entwicklung bioanalytischer Prognosemodelle über die intelligente Geräte-Diagnostik zur Bewertung des Zustandes der Komponenten bis hin zur Prozessoptimierung in biotechnologischen Anlagen. Mit dem Generic Signal Profiler wurden in den letzten Jahren etliche herausragende Resultate erzielt.
<b> Generic Signal Profiler: Success stories </b>
<b>Vergleichende Chromosomenanalyse: </b> Veränderungen in den Chromosomen aufzuspüren hilft oft, die Ursache von Krankheiten zu lokalisieren. Mitunter führen die neuen Daten der Verfahren dazu, dass hergebrachte Vorstellungen revidiert werden müssen. So konnte ein Kooperationspartner von quantiom bioinformatics mit einer Technik der vergleichenden Chromosomenanalyse (Comparative Genomic Hybridization, CGH) im Rahmen einer Studie erkennen, dass sich beim Tumorwachstum vagabundierende Zellen schon sehr früh vom Krebsherd absetzen (vgl. [1]). Als schlafende Todesboten lassen sie sich unter anderem im Knochenmark nieder, wo sie manchmal erst nach Jahrzehnten zu neuem Leben erwachen und die gefürchteten Metastasen bilden.
quantiom konnte mit seiner Software nachweisen, dass die versprengten Zellen bei Patienten ohne Metastasen weniger entartet sind als die Zellen des eigentlichen Krebsherdes. Die Chromsomen zeigten hier weniger starke Veränderungen als im Primärtumor. In weiterführenden Arbeiten konnte mit hochauflösender Array-CGH Veränderungen in abgewanderten Zellen in der Größenordnung von wenigen Megabasen detektiert werden (vgl. [3])
<b>Pulsoxymetrie:</b> Das Schlafapnoe-Syndrom ist eine der häufigsten und folgenschwersten Schlafstörungen. Etwa 5% bis 10% der Bevölkerung leiden an dieser Erkrankung, viele ohne davon zu wissen. Die Schlafapnoe ist damit so weit verbreitet wie die Zuckerkrankheit (Diabetes mellitus). Auch wenn der nächtliche Kampf um Luft unbemerkt bleibt, so treten seine Folgen umso spürbarer zu Tage. Die Lebenserwartung unbehandelter Schlafapnoiker kann aufgrund der Folgekrankheiten bedingt durch Sauerstoffmangel und gestörten Schlaf erheblich verkürzt sein.
Ein einfaches Pulsoxymeter am Finger kann über Nacht Puls und Sauerstoffsättigung aufzeichnen. Durch die Analyse dieser beiden Signale mit dem Generic Signal Profiler ließen sich die Atemstillstände mit hoher Genauigkeit detektieren. Ohne aufwändige Analyse in einem Schlaflabor können die benötigten Daten jetzt in gewohnter Umgebung aufgezeichnet und anschließend durch die Software ausgewertet werden. Atemstillstände lassen sich dadurch mit großer Sensitivität aus der Sauerstoffsättigung und dem Pulsverlauf detektieren und nach ihrem Typ klassifizieren. Dieser Test ermöglicht eine vereinfachte und deutlich verbilligte Variante der bisherigen Vorstufendiagnostik.
<b>RNA Qualitätskontrolle:</b> Ribonukleinsäure (engl. Ribonucleicacid, RNA) ist ein Schlüsselmolekül für viele molekularbiologische Verfahren, wie PCR oder Genexpressionsmessungen, und ist ständig der Gefahr der Degradierung ausgesetzt. Die Integrität der RNA ist von herausragender Bedeutung für die Aussagekraft dieser Experimente. Zusammen mit Agilent Technologies hat quantiom bioinformatics mit der Entwicklung der RNA Integrity Number (RIN) den heutigen Industriestandard für die RNA Qualitätskontrolle gesetzt (vgl. [2]). Die RIN ist eine adaptive Software, die in Agilent's 2100 Bioanalyzer integriert ist. Anhand der RIN wird heute weltweit vollautomatisch in Tausenden Labors die Qualität extrahierter RNA bewertet.
<b>Awards für die Generic Signal Profiler Plattform:</b>
2006: Auszeichnung für herausragende Leistungen in der Softwareforschung beim "do it! software award"
2007: Kategoriesieger 'Biotechnik' beim Innovationspreis 2007 der Initiative Mittelstand
<b>Referenzen: </b>
[1] Oleg Schmidt-Kittler, Thomas Ragg, Angela Daskalakis, Martin Granzow, Andre Ahr, Thomas J. F. Blankenstein, Manfred Kaufmann, Joachim Diebold, Hans Arnholdt, Peter Müller, Joachim Bischoff, Detlev Harich, Günter Schlimok, Gert Riethmüller, Roland Eils, and Christoph A. Klein. <b>From latent disseminated cells to overt metastasis: genetic analysis of systemic breast cancer progression.</b> Proceedings of the National Academy of Sciences, 2003.
[2] Andreas Schroeder, Odilo Mueller, Susanne Stocker, Ruediger Salowsky, Michael Leiber, Marcus Gassmann, Samar Lightfoot, Wolfram Menzel, Martin Granzow and Thomas Ragg. <b>The RIN: an RNA integrity number for assigning integrity values to RNA measurements</b>. BMC Molecular Biology 2006.
Open access at: www.biomedcentral.com/....
Most viewed & most cited article of the journal BMC Molecular Biology:
www.biomedcentral.com/...
[3] Christine Fuhrmann, Oleg Schmidt-Kittler, Nikolas H. Stoecklein, Karina Petat-Dutter, Christian Vay, Kerstin Bockler, Thomas Ragg, and Christoph A. Klein. <b>High-resolution array comparative genomic hybridization of single micrometastatic tumor cells</b>. Nucleic Acids Research, 2008. Open access at: nar.oxfordjournals.org
Auf der Analytica in München vom 1.-4. April kann man sich aus erster Hand über innovatives Data-Mining in der Biotechnologie informieren, wie quantiom es mit seiner Analyse-Plattform Generic Signal Profiler anbietet (Gemeinschaftstand 'Junge innovative Unternehmen' des BMWi, Halle A3, Stand 473/7).
Das Spektrum der Anwendungen reicht von der Entwicklung bioanalytischer Prognosemodelle über die intelligente Geräte-Diagnostik zur Bewertung des Zustandes der Komponenten bis hin zur Prozessoptimierung in biotechnologischen Anlagen. Mit dem Generic Signal Profiler wurden in den letzten Jahren etliche herausragende Resultate erzielt.
<b> Generic Signal Profiler: Success stories </b>
<b>Vergleichende Chromosomenanalyse: </b> Veränderungen in den Chromosomen aufzuspüren hilft oft, die Ursache von Krankheiten zu lokalisieren. Mitunter führen die neuen Daten der Verfahren dazu, dass hergebrachte Vorstellungen revidiert werden müssen. So konnte ein Kooperationspartner von quantiom bioinformatics mit einer Technik der vergleichenden Chromosomenanalyse (Comparative Genomic Hybridization, CGH) im Rahmen einer Studie erkennen, dass sich beim Tumorwachstum vagabundierende Zellen schon sehr früh vom Krebsherd absetzen (vgl. [1]). Als schlafende Todesboten lassen sie sich unter anderem im Knochenmark nieder, wo sie manchmal erst nach Jahrzehnten zu neuem Leben erwachen und die gefürchteten Metastasen bilden.
quantiom konnte mit seiner Software nachweisen, dass die versprengten Zellen bei Patienten ohne Metastasen weniger entartet sind als die Zellen des eigentlichen Krebsherdes. Die Chromsomen zeigten hier weniger starke Veränderungen als im Primärtumor. In weiterführenden Arbeiten konnte mit hochauflösender Array-CGH Veränderungen in abgewanderten Zellen in der Größenordnung von wenigen Megabasen detektiert werden (vgl. [3])
<b>Pulsoxymetrie:</b> Das Schlafapnoe-Syndrom ist eine der häufigsten und folgenschwersten Schlafstörungen. Etwa 5% bis 10% der Bevölkerung leiden an dieser Erkrankung, viele ohne davon zu wissen. Die Schlafapnoe ist damit so weit verbreitet wie die Zuckerkrankheit (Diabetes mellitus). Auch wenn der nächtliche Kampf um Luft unbemerkt bleibt, so treten seine Folgen umso spürbarer zu Tage. Die Lebenserwartung unbehandelter Schlafapnoiker kann aufgrund der Folgekrankheiten bedingt durch Sauerstoffmangel und gestörten Schlaf erheblich verkürzt sein.
Ein einfaches Pulsoxymeter am Finger kann über Nacht Puls und Sauerstoffsättigung aufzeichnen. Durch die Analyse dieser beiden Signale mit dem Generic Signal Profiler ließen sich die Atemstillstände mit hoher Genauigkeit detektieren. Ohne aufwändige Analyse in einem Schlaflabor können die benötigten Daten jetzt in gewohnter Umgebung aufgezeichnet und anschließend durch die Software ausgewertet werden. Atemstillstände lassen sich dadurch mit großer Sensitivität aus der Sauerstoffsättigung und dem Pulsverlauf detektieren und nach ihrem Typ klassifizieren. Dieser Test ermöglicht eine vereinfachte und deutlich verbilligte Variante der bisherigen Vorstufendiagnostik.
<b>RNA Qualitätskontrolle:</b> Ribonukleinsäure (engl. Ribonucleicacid, RNA) ist ein Schlüsselmolekül für viele molekularbiologische Verfahren, wie PCR oder Genexpressionsmessungen, und ist ständig der Gefahr der Degradierung ausgesetzt. Die Integrität der RNA ist von herausragender Bedeutung für die Aussagekraft dieser Experimente. Zusammen mit Agilent Technologies hat quantiom bioinformatics mit der Entwicklung der RNA Integrity Number (RIN) den heutigen Industriestandard für die RNA Qualitätskontrolle gesetzt (vgl. [2]). Die RIN ist eine adaptive Software, die in Agilent's 2100 Bioanalyzer integriert ist. Anhand der RIN wird heute weltweit vollautomatisch in Tausenden Labors die Qualität extrahierter RNA bewertet.
<b>Awards für die Generic Signal Profiler Plattform:</b>
2006: Auszeichnung für herausragende Leistungen in der Softwareforschung beim "do it! software award"
2007: Kategoriesieger 'Biotechnik' beim Innovationspreis 2007 der Initiative Mittelstand
<b>Referenzen: </b>
[1] Oleg Schmidt-Kittler, Thomas Ragg, Angela Daskalakis, Martin Granzow, Andre Ahr, Thomas J. F. Blankenstein, Manfred Kaufmann, Joachim Diebold, Hans Arnholdt, Peter Müller, Joachim Bischoff, Detlev Harich, Günter Schlimok, Gert Riethmüller, Roland Eils, and Christoph A. Klein. <b>From latent disseminated cells to overt metastasis: genetic analysis of systemic breast cancer progression.</b> Proceedings of the National Academy of Sciences, 2003.
[2] Andreas Schroeder, Odilo Mueller, Susanne Stocker, Ruediger Salowsky, Michael Leiber, Marcus Gassmann, Samar Lightfoot, Wolfram Menzel, Martin Granzow and Thomas Ragg. <b>The RIN: an RNA integrity number for assigning integrity values to RNA measurements</b>. BMC Molecular Biology 2006.
Open access at: www.biomedcentral.com/....
Most viewed & most cited article of the journal BMC Molecular Biology:
www.biomedcentral.com/...
[3] Christine Fuhrmann, Oleg Schmidt-Kittler, Nikolas H. Stoecklein, Karina Petat-Dutter, Christian Vay, Kerstin Bockler, Thomas Ragg, and Christoph A. Klein. <b>High-resolution array comparative genomic hybridization of single micrometastatic tumor cells</b>. Nucleic Acids Research, 2008. Open access at: nar.oxfordjournals.org
