Entwicklung von ontologie-basierten semantischen Suchmethoden für pluripotente humane Stammzellen und eines Tools zur Empfehlung von Zelllinien, Publikationen und Forschungsprojekten (OsemPSC)
Zellbiologie
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Humane pluripotente Stammzellen (hPSCs) sind Zellen, die die Fähigkeit haben, sich in verschiedene Zellen im menschlichen Körper zu entwickeln (Pluripotenz). Es gibt zwei Haupttypen von hPSCs: embryonale Stammzellen (hESCs) und induzierte pluripotente Stammzellen (hiPSCs). Im Gegensatz zu hESCs werden hiPSCs durch künstliche Reprogrammierung von adulten Körperzellen, wie z. B. Hautzellen, erzeugt. hPSC-Linien werden derzeit in einer Reihe von Forschungsanwendungen eingesetzt, darunter klinische Studien, Medikamententests und Krankheitsmodellierung. In klinischen Studien können hPSCs zur Entwicklung neuer Behandlungen für eine Reihe von Krankheiten, einschließlich genetischer Defekte und degenerativer Erkrankungen, verwendet werden. HPSCs werden auch in Arzneimitteltests eingesetzt, um potenzielle neue Behandlungen für eine Vielzahl von Krankheiten zu identifizieren. Darüber hinaus werden pluripotente Stammzellen zur Modellierung von Krankheiten im Labor verwendet, was den Forschern die Möglichkeit gibt, die Ursachen für eine Vielzahl von Erkrankungen zu untersuchen. Die Stammzellforschung hat in den letzten Jahrzehnten erhebliche Fortschritte gemacht. Dies führt auch zu einem stetigen Anstieg der Anzahl an verfügbaren Zelllinien mit den unterschiedlichsten Charakteristiken. Die human pluripotent stem cell registry (hPSCreg®) ist ein Register, in dem Wissenschaftler aus der ganzen Welt ihre Zelllinien registrieren können. Mittlerweile sind in hPSCreg® mehr als 9000 Linien registriert, davon mehr als 4700 mit umfangreich annotierten Datensätzen, inklusive Informationen über die Spender, die Aufklärungsinformation zur Zellspende (Consent), die Herstellung und Qualitätseigenschaften der Zellen. Die European Bank for induced pluripotent stem cell lines (EBiSC) ist eine zentralisierte, gemeinnützige hiPSC-Bank, die Forschern aus Wissenschaft und Industrie Zugang zu skalierbaren, kosteneffizienten und konsistenten hiPSC Linien und daraus gewonnenen Produkten für die Entwicklung neuer Medikamente bietet. Inzwischen sind über 950 Linien über die EBiSC Biobank verfügbar. Sowohl hPSCreg® als auch EBiSC stellen den Benutzern sehr detaillierte Informationen über die dort vorhandenen Linien zur Verfügung. Das größte Problem ist allerdings, diese Datensätze auch durchsuchbar zu machen und so die Wissenschaftler dabei zu unterstützen, die Linien zu finden, die sie für ihre Forschung benötigen. Dies verhindert, dass neue Linien kostspielig neu generiert werden müssen und erhöht die wissenschaftliche Reproduzierbarkeit. In diesem Projekt haben wir die in hPSCreg® und EBiSC verfügbaren Daten annotiert und verschiedene semantische Suchoptionen implementiert, um Stammzellforschern zu ermöglichen, auch komplexe Suchanfragen zu stellen und passende hiPSCs für bestimmte Fragestellungen zu finden. Dies umfasst unter anderem eine Suche nach ähnlichen hiPSC Linien, die unter Umständen besser verfügbar sind oder über einen gut dokumentierten Consent verfügen, oder auch die Möglichkeit, komplexe Abfragen zu stellen, die z.B. die Rolle von genetisch modifizierten Genen in bestimmten Stoffwechselprozessen mit einbezieht, die für Krankheiten relevant sein können.
