Circulating cardiovascular biomolecules

 Advanced mathematical solutions for circulating cardiovascular biomolecules

Mit der Entdeckung von Troponin als zuverlässiger Marker zur Diagnose eines Herzinfarkts rückten blutbasierte, zirkulierende Biomoleküle in den Fokus der kardiovaskulären Medizin. Zirkulierende kardiovaskuläre Biomoleküle, d. h. im Blut messbare Stoffwechselprodukte, die von Herzmuskelzellen oder für den Herzmuskel relevanten Geweben ausgeschieden werden, können biologische Prozesse im Herzen widerspiegeln. Dank des technischen Fortschritts sind zirkulierende Biomoleküle heute mit hoher Geschwindigkeit und hohem Durchsatz sowie mit hoher Präzision im klinischen Alltag messbar geworden. Darüber hinaus erlauben die in der Forschung verfügbaren Omics-Verfahren, alle Schritte zwischen Genetik und Proteinfunktion zu untersuchen.

Das interdisziplinäre Labor "Advanced mathematical solutions for circulating cardiovascular biomolecules" (AMSCCB) wird die relativen Konzentrationen und Veränderungen mehrerer interagierender zirkulierender Biomoleküle über die Zeit mit verfügbaren omics-Informationen und biologischem Wissen ("knowledge graph embedding") integrieren, um klassische Modelle für die Vorhersage kardiovaskulärer Ergebnisse zu übertreffen.

Das AMSCCB-Labor wird ab Oktober 2023 im Hamburg House Of Computing and Data Science (HCDS) eingerichtet. Methodisch werden insbesondere Zeitserien von Biomolekül-Konzentrationen, Multikollinearität zwischen den Konzentrationen selbst und mit klinischen Merkmalen, sowie weitere spezifische Eigenschaften zirkulierender Biomoleküle (Produktion (Ort), Sekretion, Metabolismus, Ausscheidung) adressiert werden. Inhaltlich wird das AMSCCB-CDL an der Schnittstelle der Volkskrankheiten Vorhofflimmern und Herzinsuffizienz ansetzen, um das Gesamtbild besser zu verstehen. Unser übergeordnetes Ziel ist es, eine präzisere, individualisierte Prognose zu erstellen und Strategien zu entwickeln, die auf objektiv erfassbaren Messwerten - in erster Linie zirkulierenden kardiovaskulären Biomolekülen - beruhen und eine optimale Priorisierung und Therapiestratifizierung dieser multimorbiden Patienten ermöglichen.

Mitarbeitende:

Christoph Al-Taie, University Center of Cardiovascular Sciences, University Medical Center Hamburg-Eppendorf
Linda Krause, Institute of Medical Biometry and Epidemiology, University Medical Center Hamburg-Eppendorf

PhD-Studenten:

Silke van Elferen

 Assoziierte Institute:

Department of Cardiology, University Heart & Vascular Center, University Medical Center Hamburg-Eppendorf, Prof. Dr. Paulus Kirchhof
CoSyBio Institute for Computational Systems Biology at University of Hamburg, Prof. Dr. Jan Baumbach
Institute of Medical Biometry and Epidemiology, University Medical Center Hamburg-Eppendorf, Prof. Dr. Antonia Zapf

Leitung:

Julius Obergassel, MD, Department of Cardiology, University Heart & Vascular Center, University Medical Center Hamburg-Eppendorf
Benedikt Schrage, MD, PhD, FESC | Department of Cardiology, University Heart & Vascular Center, University Medical Center Hamburg-Eppendorf
Olga Zolotareva,  CoSyBio Institute for Computational Systems Biology at University of Hamburg
Olga Tsoy, CoSyBio Institute for Computational Systems Biology at University of Hamburg