Untersuchungen zum Einfluss dezentraler Strukturen im Bereich von Biomateriabanken auf die Qualität von Biomaterialproben

Vernetzte medizinische Forschungsvorhaben zwischen außer- und universitären, oder auch nicht akademischen Einrichtungen erfordern ein hohes Maß an Interoperabilität. Die Komplexität der Zusammenarbeit erhöht sich durch dezentrale Konzepte, wie sie z. T. innerhalb und unter den Deutschen Zentren für Gesundheitsforschung (DZGs) verfolgt werden. Idealerweise werden Biomaterialproben (BMP) auch in Forschungsnetzwerken unter Verwendung harmonisierter Infrastrukturen zentral rekrutiert und verarbeitet. Tatsächlich existieren bereits überregionaler epidemiologischer Studien wie KORA, SHIP, PopGen oder die Nationale Kohorte mit einem umfangreichen, qualitätsgesicherten Probenpool und Phänotypisierungsdaten, aber die Detailtiefe dieser Kohorten und die oft wenig spezifischen Probenarten wie z. B. Spülflüssigkeiten reichen häufig nicht für spezielle Fragestellungen aus. Ggf. muss mit einem mehrjährigen Vorlauf für Probenanfragen gerechnet werden.Das geplante Forschungsprojekt der BioMaterialBank (BMB) Nord in Borstel, der HUB in Hannover, PopGen in Kiel, dem ICB-L in Lübeck, der IRB in Greifswald und der IBBJ in Jena baut auf ein kooperatives Basisprojekt des Forschungszentrums Borstel im Bereich Lungenheilkunde auf. Die Motivation für das Basisprojekt ist die Generierung von Referenzwerten gesunder Personen. Im Rahmen des vorgelegten Projektes ist eine gemeinsame dezentrale Rekrutierung freiwilliger gesunder Probanden (n=250) durch 5 unterschiedlich strukturierte Standorte und Rekrutierungsstrategien vorgesehen. Auch Probengewinnung, -prozessierung, -verwaltung, -lagerung und -transport erfolgen dezentral in infrastrukturell unterschiedlichen BMB. Ziele des Forschungsprojektes sind (A) die Bereitstellung qualitativ hochwertiger und möglichst vergleichbarer BMP, (B) die zentrale Analyse dezentral gewonnener BMP mittels verschiedener Analyseverfahren jeweils an einem der Standorte, die Ermittlung von Referenzwerten für wissenschaftliche Fragestellungen, (C) die Identifizierung kritischer Faktoren bei dezentraler Rekrutierung, Gewinnung und Verarbeitung von BMPs und die Erarbeitung generischer Empfehlungen und Standards sowie die Bereitstellung der Ergebnisse in international verwendbaren Formaten.Die Ausgangslage des Projektes entspricht den aktuellen Herausforderungen der BMB in medizinischen Forschungsnetzwerken, die vielfach in Sitzungen der TMF-Arbeitsgruppen diskutiert werden. Daher wird zur Optimierung der Projektplanung und einer breiten Anwendbarkeit der Empfehlungen die Diskussion in den TMF-Arbeitsgruppen gesucht. Durch die aktive Zusammenarbeit aller Kooperationspartner in den TMF-Arbeitsgruppen und DZGs zeigt das Projekt einen hohen Vernetzungsgrad mit besonderem Focus im Bereich Lungenforschung. Alle Projektbeteiligten sind Mitglieder der genannten BMB und arbeiten bereits im Rahmen des DZL, des DZIF, des DZHK des P2N und der Norddeutschen Biobanken Allianz zusammen.

Vernetzte medizinische Forschungsvorhaben zwischen außer- und universitären oder auch nicht akademischen Einrichtungen erfordern ein hohes Maß an Interoperabilität. Die Komplexität der Zusammenarbeit erhöht sich durch dezentrale Konzepte, wie bei einzelnen Deutschen Zentren für Gesundheitsforschung (DZG) oder Kooperationen zwischen den DZGs. Idealerweise werden Bioproben (BP) auch in Forschungsnetzwerken unter Verwendung harmonisierter Infrastrukturen zentral rekrutiert und verarbeitet. Überregionale epidemiologische Studien verfügen zwar über einen umfangreichen, qualitätsgesicherten Probenpool mit Phänotypisierungsdaten, aber mitunter reicht die Detailtiefe reicht nicht für spezifische Fragestellungen aus und meist stehen wenig spezifische Probenarten zur Verfügung. Darüber hinaus muss oft mit einem mehrjährigen Vorlauf für Probenanfragen gerechnet werden. Durch die aktive Zusammenarbeit der Kooperationspartner in den TMF-Arbeitsgruppen und DZGs zeigt das Projekt einen hohen Vernetzungsgrad. Alle Projektbeteiligten sind Mitglieder der genannten Biobanken und arbeiten seit vielen Jahren im Rahmen des Deutschen Zentrums für Lungenforschung (DZL), des Deutschen Zentrums für Infektionsforschung (DZIF), des Deutschen Zentrum für Herz-Kreislauf-Forschung (DZHK), des PopGen 2.0-Netzwerks (P2N) und der Norddeutschen Biobanken Allianz zusammen. Das Forschungsprojekt ‘Untersuchungen zum Einfluss dezentraler Strukturen im Bereich von Biomaterialbanken auf die Qualität von Biomaterialproben‘ der BMB Nord in Borstel, der HUB in Hannover, PopGen in Kiel, dem ICB-L in Lübeck, der IRB in Greifswald, der IBBJ in Jena und des BIPS in Bremen baut auf einem kooperativen Basisprojekt des Forschungszentrums Borstel im Bereich Lungenheilkunde auf. Die Motivation für das Basisprojekt war die Generierung von Messwerten gesunder Personen. Im Rahmen des DFG-Projektes war eine gemeinsame dezentrale Rekrutierung freiwilliger gesunder Probanden an 5 Standorten mit unterschiedlicher Struktur und Rekrutierungsstrategie vorgesehen. Probengewinnung, -prozessierung, -verwaltung, -lagerung und -transport erfolgten dezentral in infrastrukturell unterschiedlich ausgestatteten Biomaterialbanken (BMB). Ziele des Forschungsprojektes waren (I) die Bereitstellung qualitativ hochwertiger und möglichst vergleichbarer BP, (II) die zentrale Analyse dezentral gewonnener BP mittels verschiedener Analysesysteme jeweils an einem der genannten Standorte, die Ermittlung von Messwerten gesunder Personen für wissenschaftliche Fragestellungen, (III) die Identifizierung kritischer Faktoren bei dezentraler Rekrutierung, Gewinnung und Verarbeitung von Bioproben (BP) und die Erarbeitung generischer Empfehlungen, Richtlinien und Standards sowie die Bereitstellung der Ergebnisse in international verwendbaren Formaten. Rekrutiert wurden > 20.000 verschiedene Aliquote aus Blut, Abstrichen, Speichel und Urinproben von 239 Personen. Insgesamt liegen > 120.000 Datenpunkte aus Datensätzen zur Anamnese (n=122/Proband) und zur Phänotypisierung (n=168/Proband) sowie präanalytische Datensätze zur Probenprozessierung (n=497), zu Serum- (n=24/Proband) und Blutbildanalyten (n=5/Proband), zum Zytokin- (n=12/Proband), Aminosäure- (n=32/Proband) und Lipidprofil (n=186/Proband) im Serum bzw. Plasma vor. Die Bioressource steht zukünftigen Forschungsprojekten auf Antrag zur Verfügung. Der direkte Vergleich von Analytkonzentrationen von postalisch versandten Proben und von -80°C eingefrorenen Aliquoten bietet eine ausgezeichnete Möglichkeit, den Einfluss von präanalytischen Faktoren, wie zum Beispiel das Probenalter auf einzelnen Messgrößen zu identifizieren. Die zentralen Zytokinmessung zeigten zum Großteil keine signifikanten Unterschiede zwischen den Standorten. Lediglich Il1B unterschied sich zwischen 2 Standorten, was in unterschiedlichen Rekrutierungsstrategien begründet sein könnte. Es konnten deutliche Unterschiede für einzelne Aminosäuren zwischen den Standorten gezeigt werden. Diese sind vermutlich auf die heterogenen TTC- und TTF-Zeiten zurückzuführen; waren jedoch unterhalb der definierten Cutoff-Werte für Proben mit zu langer Verzögerungszeit bis zur Zentrifugation. Aus diesem Grund kann man von einer hohen Qualität der BP ausgehen. Die vorläufige Auswertung der Lipidomics-Analysen weist auf die zu erwartende Lipidomzusammensetzung hin und zeigte keine nennenswerten Unterschiede, die mit der Präanalytik an den Standorten zusammenhängen könnte.