„ES IST, ALS HÄTTEN WIR EIN SUPERMIKROSKOP GEFUNDEN“ Nikolaus Rajewsky wendet am Berliner Institut für Medizinische Systembiologie (am Max Delbrück Center) Verfahren an, die vollständige Einzelzellenanalysen mit Multiomik verbinden, also mit der Analyse sämtlicher Gene, Proteine und Erb- moleküle. Die so entstehenden, enormen Datenmengen werden mit KI ausgewertet INTERVIEW MICHAEL HOPP Was ist die Vorgeschichte Ihres Exzellenzclusters Immunoprecept? Als ich nach Berlin kam, dachte ich gleich, hier fehlt ein Ins- titut für Systemmedizin, in dem Medical Computation genauso wichtig ist wie Experimente. Aus verschiedenen Gründen ist die Nähe zwischen dem MDC, dem Max Delbrück Center, und der Charité historisch, und so haben wir dann zusammen in Berlin- Mitte das Institut für Medizinische Systembiologie gegründet, ein paar Hundert Meter entfernt vom Bettenhaus der Charité. Bedeutet „molekulare Prävention“ Gesundheit, nicht Krankheit, zu erforschen? Molekulare Prävention versucht, biochemische und mole- kularbiologische Signalwege im Inneren von Zellen zu entde- cken, diese zu verstehen und eventuell eingreifen zu können, um das weitere Fortschreiten einer Krankheit zu verhindern. Inzwischen können wir an einem Patienten, der mit einem Lun- gentumor in die Klinik kommt, festmachen, welche Interak- tionen zwischen den Krebszellen und den Immunzellen dazu führen, dass der Tumor nicht ausgeschaltet wird, denn nur so überlebt er. Aus solchen Informationen lässt sich eine Strategie entwickeln, wie die Genese von Tumoren zu bekämpfen ist. Wo hat die molekulare Prävention ihre Wurzeln? Was ist grundsätzlich neu an ihr? Ein wichtiger Teil dieser Geschichte beginnt mit Rudolf Vir- chow in Berlin, der vor 160 Jahren die Erkenntnis gewann, dass man Zellen molekular verstehen muss, um Krankheiten zu erken- nen und zu bekämpfen. Er entwickelte morphologische Färbun- gen, die an einem Gewebeschnitt erkennen lassen, wo die Zell- kerne und wie viele Zellen da sind, wie sie sich teilen und mehr. Über Färbungen gehen Sie heute weit hinaus … Was wir heute zur Hand haben, sind Methoden, die uns wirk- lich in die Zellen hineinsehen lassen, eine Art Supermikroskop. Durch die Kombination von Daten aus verschiedenen „-omiks“- Bereichen – etwa Genomik, Transkriptomik, Proteomik und Metabolomik – decken wir komplexe molekulare Netzwerke und Wechselwirkungen auf, die bei der Entstehung und Pro- gression von Krankheiten eine Rolle spielen. Wie aufwendig ist es, molekulare Prävention zu betreiben? Lassen sich diese Verfahren auch in die Breite bringen? KI-gestützte Verfahren werden immer billiger, weil immer mehr Companys darauf einsteigen. Hinzu kommt: KI lernt immer besser, zwischen komplexen Daten zu vermitteln. Das ist reine Analyse und zunächst nicht teuer. Aber wir nutzen auch moderne, erst einmal kostspielige Tech nik zur Entdeckung grundlegender Mecha- nismen, durch die Zellen in Patien- ten erkranken. Diese lassen sich häufig auf eine kleine Anzahl von Molekülen runterbrechen, die dann nahezu mittels Standardmethoden gemessen werden können. Färbungen, die Virchow noch gemacht hat, und den mole kularen Daten, morpho logischen „Zwischen den die wir messen, lassen sich mithilfe von künstlicher Intelligenz Verbindungen Die Kosten fallen also tendenziell … herstellen, die zu wirklich neuen Erkenntnissen Genau. Dazu kommt, dass die nächsten Generationen von Bio- markern deutlich weniger Aufwand erzeugen werden, weil wir dann nicht mehr alle gemessenen Daten ansehen müssen, sondern schon wissen, welche wirklich wich- tig sind. Jede Analyse baut auf die vorhergehende auf. Und damit werden die Methoden immer sensitiver und pathologi- sche Veränderungen in Zellen immer früher sichtbar, noch bevor überhaupt Symptome auftreten. führen“ NIKOLAUS RAJEWSKY ist ein deutscher Biologe, der grundle- gende Beiträge zum Verständnis der Funktion und der Mecha- nismen geleistet hat, durch die RNA die Genexpression bei Gesundheit und Krankheit reguliert. Er verwendet einen sys- tembiologischen Ansatz und kombiniert Datenwissenschaften sowie Biochemie und Molekularbiologie. Er ist ein Pionier der Einzelzell- und Raumbiologie und wendet diese Technologien auf menschliche Gewebeproben und (menschliche) Modell- systeme an, um den Ausbruch von Krankheiten frühzeitig zu erkennen und zu verhindern. (Zitiert nach: Mitgliederverzeichnis Leopoldina) XTRA 2/2025