Medizinische Bioinformatik und Systembiologie

Die GMDS ist eine interdisziplinäre Fachgesellschaft, in welcher die Themen Medizinische Bioinformatik und Systembiologie in den letzten Jahren zunehmend an Bedeutung gewonnen haben. Unter Bioinformatik verstehen wir die Erforschung, Entwicklung und Anwendung computergestützter Methoden zur Beantwortung molekularbiologischer und biomedizinischer Fragestellungen. In der Systembiologie werden dabei mathematische Modelle benutzt, um biologische Systeme besser zu beschreiben und zu verstehen. Darauf aufbauend ist die Systemmedizin ein interdisziplinärer Ansatz, der darauf abzielt, mit Hilfe eines besseren systemischen Grundverständnisses einer Erkrankung Diagnoseverfahren und Behandlungsstrategien für Patienten zu verbessern. Diese Fächer decken zentrale Fragestellungen in der GMDS ab und überlappen mit den bereits existierenden Fachbereichen. Um diese Themen in der Zukunft in der GMDS noch weiter zu stärken und die Gebiete innerhalb der GMDS und nach außen zu vertreten, wurde daher der neue Fachbereich „Medizinische Bioinformatik und Systembiologie“ gegründet.

Definition "Medical Data Science"
Stand: 08. September 2019

„Medical Data Science“ ist ein interdisziplinäres Feld, dessen Methoden die Grundlage für bestmögliche Erkenntnis aus medizinischen Daten liefern.          
Dies umfasst Methoden und Techniken der Datengenerierung im Rahmen von Studien, der medizinischen Versorgung oder über administrative Daten. Dazu kommen Methoden und Techniken zur Sicherung von Datenqualität, der Datenextraktion, Integration, Transformation, Speicherung und Archivierung. In einem dritten Aufgabenbereich beschäftigt sich Medical Data Science mit Strategien der Datenanalyse, die sowohl Verfahren des  maschinellen Lernens, des Modellierens als auch der statistischen Exploration und Inferenz umfassen.

Neben methodischer Expertise sind für Medical Data Science medizinisches Wissen, ein Verständnis des Gesundheitssystems sowie die Berücksichtigung ethischer und rechtlicher Aspekte wesentlich. Alle in der GMDS vertretenen Fachdisziplinen tragen mit ihrer jeweiligen speziellen Expertise dazu bei, dass Medical Data Science möglich wird.

Jahresbericht 2019

Tätigkeit vom 1. Januar 2019 bis 31. Dezember 2019

Fachausschuss

Der Fachausschuss besteht seit seiner Wahl 2018 aus Harald Binder, Tim Beißbarth, Ralf Hofestädt, Rainer Spang, Niels Grabe und Olaf Wolkenhauer. Harald Binder hatte bis September 2019 die Rolle des Sprechers des Fachausschusses inne. Durch die Wahl von Harald Binder zum nächsten GMDS Präsidenten und dadurch seine neue Rolle im Präsidium, rückte Tim Beißbarth zum Sprecher des Fachbereiches auf und Ralf Hofestädt zum Stellvertreter. Tim Beißbarth wird die Rolle des Sprechers im Herbst 2020 dann wie geplant weiterführen. Neben Harald Binder, Tim Beißbarth und Ralf Hofestädt sollen dann 3 neue Mitglieder in den Fachausschuss gewählt werden inklusive eines neuen Stellvertreters.

Gemeinsame Fachgruppe Bioinformatik (FaBI)

Die Fachgruppe Bioinformatik (FaBi) ist eine gemeinsame Fachgruppe der deutschen Fach­gesellschaften DECHEMA, GI, GBM und GDCh und wurde 2014 auf der GCB gegründet. Die FaBi ist somit die wichtigste organisierte Gruppe, welche die Interessen der deutschen Bioinformatik Community vertritt. Informationen zur deutschen Bioinformatik werden auf der Web-Site www.bioinformatik.de bereit gestellt. Eines der wesentlichen Ziele der FaBi ist die Organisation der einmal jährlich statt findenden Konferenz German Conference on Bioinformatics. Hier wird auch seit 2017 jährlich ein Preis für die beste Doktorarbeit im Fachgebiet vergeben. Die FaBi ist seit 2018 eine affiliierte Gruppe zur International Society for Computational Biology (ISCB). Aktuell vertreten Tim Beißbarth und Rainer Spang die GMDS im Beirat der FaBi. 2019 wurde die GCB in Heidelberg (16.-10.9.2019) mit Unterstützung der FaBi organisiert. Die GCB 2019 hatte ein Programm, welches Medizinische Informatik und Bioinformatik enger zusammenbringen sollte. Die GCB 2020 sollte in Frankfurt stattfinden, wird aber nun durch eine digitale Konferenz ersetzt (14.-17.9.2020, gcb2020.de). Es finden monatliche Telefonkonferenzen statt. Jedes GMDS Mitglied kann kostenlos die Mitgliedschaft in der FaBi beantragen.

Arbeitsgruppen

Die Bioinformatik und Systembiologie überlappt mit vielen Fachbereichen der GMDS. Das Ziel ist es fachbereichsübergreifende AGs zu stärken.

Folgende AGs sind auch Teil des Fachbereiches:

·         Mathematische Modelle in der Medizin
·         Statistische Methoden der Bioinformatik
·         Biomedizinische Informatik
·         Medizinische Bild und Signalverarbeitung
·         Sowie folgende Projektgruppen:
·         Entwicklung, Implementierung und Dokumentation von Data Processing Workflows
·         KI in der Diagnostik
·         Datenintegration in der Systemmedizin
·         FAIRe Dateninfrastrukturen für die Biomedizinische Informatik

Die AGs Statistische Methoden der Bioinformatik und Mathematische Modelle aus der Medizin haben am 07.-08.03.2019 einen Workshop zu „Computational Models in Biology and Medicine“ am Braunschweig Integrated Centre of Systems Biology (BRICS) organisiert. Auch im Jahr 2020 wurde ein Workshop zu „Computational Models in Biology and Medicine“ vom 04.-05.02.2020 organisiert.

Weiterhin wurde für 2020 auf der DMEA Konferenz durch die PG KI in der Diagnostik am 23.4.2020 eine Sitzung zu "Künstliche Intelligenz in der Medizin aus Sicht der Bioinformatik" geplant, sowie weiterhin eine Summer School zum Thema "Artificial Intelligence in Medicine" in Hiddensee 8.-12.6.2020. Beide Veranstaltungen mussten leider Pandemie bedingt kurzfristig abgesagt werden. Es wird geplant die Summer School in 2021 nachzuholen.

GMDS Jahrestagung

Der Fachausschuss beteiligte sich an der Vorbereitung der Jahrestagung 2019 in Dortmund. Harald Binder (Freiburg) leitete als Sprecher das Fach-Programmkomitee (bestehend aus den Mitgliedern des Fachausschusses) für den Bereich Medizinische Bioinformatik und Systembiologie. Für den Call for Papers der Jahrestagung 2019 wurden folgende fachspezifischen Themen gemeldet: Medical Omics, Modeling Molecular Networks, Medical Data Challenges in Deep Learning. Von Ralf Hofestädt und Jens Allmer wurde ein Workshop „Medical Omics“ angeboten. Durch die AG Biomedizinische Informatik wurde ein Workshop „Influence of Big Data and Artificial Intelligence in Biomedical Informatics!?“ organisiert.

Der Fachausschuss Medizinische Bioinformatik und Systembiologie beteiligt sich auch an den Vorbereitungen der Jahrestagung 2020 in Berlin. Als Key Topics wurden „Deep Learning & Artificial Intelligence“ und „Single Cell Data“ eingebracht. GMDS Jahrestagung Workshops wurden geplant zu den Themen: Medical OMICS, Tackling Single Cell Data, Making Decisions in Biomedical Informatics, FAIRe Dateninfrastrukturen. Durch die Umstellung des Formates der Jahrestagung 2020 wird noch geprüft in welcher Form diese Workshops nun noch als Satelliten oder separate Veranstaltungen oder zu einem späteren Zeitpunkt stattfinden.

DFG Vertretung

Bioinformatik und Systembiologie sind in der DFG durch folgende beiden Fächer vertreten. Im Fachkollegium 201 Grundlagen der Biologie und Medizin wird das Fach 201-07 Bioinformatik und Theoretische Biologie ab 2020 durch Ina Koch, Olaf Wolkenhauer und Martin Vingron vertreten. Ina Koch ist aktuelles Mitglied des FaBi Beirates und Martin Vingron war bis vor kurzem im FaBi Beirat. Olaf Wolkenhauer ist Mitglied des GMDS Fachausschusses. Im Fachkollegium 205 Medizin wird das neue Fach 205-07 Medizininformatik und medizinische Bioinformatik ab 2020 durch Tim Beißbarth und Petra Knaup vertreten. Tim Beißbarth ist auch Sprecher des Fachausschusses in der GMDS.

Archiv der Tätigkeitsberichte

  • Aktivitäten im Jahr 2018

    Aktivitäten im Jahr 2018

                                                                                                                    H. Binder, Freiburg (Leiter)
                                                                                                                     T. Beißbarth, Göttingen (Stellvertreter)
    Tätigkeit vom 1. Januar 2018 bis 31. Dezember 2018

    Mitglieder
    Zum 1.10.2019 hat der Fachausschuss Medizinische Bioinformatik und Systembiologie (MedBioSys) eine neue Zusammensetzung: Tim Beißbarth (Göttingen, stv. Leiter), Harald Binder (Freiburg, Leiter), Niels Grabe (Heidelberg), Ralf Hofestädt (Bielefeld), Rainer Spang (Regensburg) und Olaf Wolkenhauer (Rostock).

    GMDS-Tagung Osnabrück
    Der Fachausschuss Medizinische Biometrie beteiligte sich an der Jahrestagung 2018 in Osnabrück. Für eine Keynote konnte Nico Beerenwinkel gewonnen werden. Es wurden mehrere Workshops mit Themen aus der Bioinformatik geplant: Multi-Omics Data-Analysis (Sax, Beissbarth). Galaxy (Markus Wolfien), RNA-Seq Tutorial (Federico Marini), Deep-Learning (Grabe, Kaderali, Binder). Es wurden 2 Langbeiträge (Full-Paper) eingereicht und positiv begutachtet. Weiterhin wurden 8 Oral-Presentations und 3 Posterbeiträge akzeptiert.

    GMDS-Tagung Dortmund
    Der Fachausschuss beteiligt sich an der Vorbereitung der Jahrestagung 2019 in Dortmund. Harald Binder (Freiburg) leitet als Sprecher das Fach-Programmkomitee (bestehend aus den Mitgliedern des Fachausschusses) für den Bereich Medizinische Bioinformatik und Systembiologie. Für den Call for Papers der Jahrestagung 2019 wurden folgende fachspezifischen Themen gemeldet: Medical Omics, Modeling Molecular Networks, Medical Data Challenges in Deep Learning. Von Ralf Hofestädt und Jens Allmer wird ein Workshop „Medical Omics“ angeboten werden.

    Sonstiges
    Im Beirat der Fachgruppe Bioinformatik (Sprecher: Matthias Rarey; Beirat: Tim Beißbarth, Caroline Friedel, Ina Koch, Oliver Kohlbacher, Heike Posposil, Sven Rahmann, Rainer Spang, Bertram Weiß) finden monatliche Telefonkonferenzen statt. Der Fachausschuss ist hier über Tim Beißbarth vertreten.
    Der Fachausschuss hat sich auch in die Organisation der e:med Summer School „From cells to hospitals – in the Black Forest“ (14. bis 17.5.2019 in Freiburg) eingebracht.

    Vorgesehene Aktivitäten 2019
    Der Fachausschuss Medizinische Bioinformatik und Systembiologie beteiligt sich an den Vorbereitungen der Jahrestagung 2020 in Berlin. Als Key Topics wurden „Deep Learning & Artificial Intelligence“ und „Single Cell Data“ eingebracht.

    Für den jährlichen Workshop „Computational Models in Biology and Medicine“ der AGs „Statistische Methoden in der Bioinformatik“ und „Mathematische Modelle in der Medizin” wurde finanzielle Unterstützung zugesagt. Er wird vom 7. bis 8. März 2019 in Braunschweig stattfinden.

    Auf der DMEA 2019 wird der Fachausschuss einen Workshop „Big Data und Künstliche Intelligenz aus Sicht der Systemmedizin“ veranstalten. Termin: 11. April 2019 von 14.30 bis 15.30 Uhr.

  • Aktivitäten im Jahr 2017

    Aktivitäten im Jahr 2017

                                                                                                                                                               T. Beißbarth, Göttingen (Leiter)

    Tätigkeit vom 1. Januar 2017 bis 31. Dezember 2017
    Vorbereitung des neuen Fachbereichs
    Die Präsidiumskommission „Stärkung und Wahrnehmung der Bioinformatik“ wurde 2015 gegründet und durch Tim Beißbarth geleitet (weitere Mitglieder waren Ralf Hofestädt, Rainer Spang, Lars Kaderali, Niels Grabe, Nicole Radde, Ingo Röder, Ulrich Sax, Heike Bickeböller, Harald Binder und Ulrich Mansmann). Rainer Spang, Lars Kaderali, Niels Grabe und Nicole Radde konnten durch diese Arbeit neu in die GMDS rekrutiert werden. Die Präsidiumskommission hat daran gearbeitet die Aktivitäten im Bereich der Bioinformatik und Systembiologie in der GMDS besser zu vernetzen und sichtbar zu machen. Basierend auf den Ergebnissen einer Mitgliederbefragung 2016 hat die Präsidiumskommission 2017 ein Konzept für die Gründung des neuen Fachbereiches erstellt und auf der GMDS Jahrestagung 2017 in Oldenburg vorgestellt.

    Gründung des neuen Fachbereichs
    Bei der Mitgliederversammlung auf der GMDS Jahrestagung wurde der neue Fachbereich Medizinische Bioinformatik und Systembiologiegegründet, als Vertreter des Fachbereiches im Fachausschuss wurden zunächst kommissarisch Tim Beißbarth, Ralf Hofestädt, Rainer Spang, Lars Kaderali, Niels Grabe und Olaf Wolkenhauer eingesetzt, mit Tim Beißbarth als Leiter des neuen Fachbereichs. Olaf Wolkenhauer konnte mit der Gründung des Fachbereichs als neues Mitglied gewonnen werden, ebenso wie Holger Fröhlich in der Leitung der AG Statistische Methoden der Bioinformatik als neues Mitglied gewonnen werden konnte.

    Gemeinsame Fachgruppe Bioinformatik (FaBI)
    Die Fachgruppe Bioinformatik (FaBi) ist eine gemeinsame Fachgruppe der deutschen Fach­gesellschaften DECHEMA, GI, GBM und GDCh und wurde 2014 auf der GCB gegründet. Die FaBi ist somit die wichtigste organisierte Gruppe, welche die Interessen der deutschen Bioinformatik Community vertritt. Informationen zur deutschen Bioinformatik werden auf der Web-Site www.bioinformatik.de bereitgestellt. Eins der wesentlichen Ziele der FaBi ist die Organisation der einmal jährlich statt findenden Konferenz German Conference on Bioinformatics. Hier wird auch seit 2017 jährlich ein Preis für die beste Doktorarbeit im Fachgebiet vergeben. Die FaBi ist seit 2018 eine affiliierte Gruppe zur International Society for Computational Biology (ISCB). Auf der German Conference on Bioinformatics (GCB) 2015 in Dortmund wurde die GMDS durch die Mitgliederversammlung der Fachgruppe für Bioinformatik als fünfte Fachgesellschaft in die FaBI aufgenommen. Seit 2015 wird die GMDS im Beirat der FaBi durch Tim Beißbarth vertreten. Auf der German Conference on Bioinformatics (2017) in Tübingen wurden auf der Mitgliederversammlung der FaBi GMDS Mitglieder Rainer Spang und erneut Tim Beißbarth in den Beirat der FaBi gewählt. Im Beirat der sind somit: Sprecher Matthias Rarey, Tim Beißbarth, Caroline Friedel, Ina Koch, Oliver Kohlbacher, Heike Posposil, Sven Rahmann, Rainer Spang und Bertram Weiß. Es finden monatiliche Telefonkonferenzen statt. Jedes GMDS Mitglied kann kostenlos die Mitgliedschaft in der FaBibeantragen. Die GCB wird 2018 in Wien und 2019 in Heidelberg stattfinden.

    Arbeitsgruppen
    Folgende AGs sind in den neuen Fachbereich aufgenommen worden:
    ·               Mathematische Modelle in der Medizin (Leitung Markus Scholz, Ingmar Glauche)
    ·               Statistische Methoden der Bioinformatik (Leitung Klaus Jung, Holger Fröhlich)
    ·               Biomedizinische Informatik (Leitung Tim Beißbarth, Ulrich Sax, Benjamin Löhnhardt)
    Die AGs Statistische Methoden der Bioinformatik und Mathematische Modelle aus der Medizin haben am 02.-03.03.2017 einen Workshop zu „Computational Models in Biology and Medicine“ an der Tierärztlichen Universität Hannover veranstaltet. Ca. 100 Teilnehmer. Keynotes: Michael-Meyer-Herrmann, Korbinian Strimmer und Arne Traulsen. Am 08.-09.03.2018 haben die AGs wieder den Workshop „Computational Models in Biology and Medicine“, diesmal an der Univeristät Regensburg, organisiert (goo.gl/U8TqZJ). Wieder ca. 100 Teilnehmer. Keynotes Carsten Marr, Nico Pfeifer. Themenschwerpunkte: Bioinformatik in der Personalisierten Medizin, Bioinformatik in der Infektionsforschung.

    Die AG Biomedizinische Informatik hat während der GMDS-Jahrestagung 2017 in Oldenburg  den Workshop „Methods of Systems Medicine“ organisiert. In dem Workshop wurden in Vorträgen aus den Bereichen Biomedizinische Informatik, Medizinische Bioinformatik und der Systemmedizin verschiedene Aspekte und Werkzeuge aus dem Bereich „Systemmedizin“ vorgestellt und diskutiert. Anschliessend fand eine „RoundTable“ Diskussion statt. Dabei haben die Teilnehmer insbesondere Begrifflichkeiten abgegrenzt und Aspekte rund um die Einrichtung des neuen Fachbereichs „Medizinische Bioinformatik und Systembiologie“ innerhalb der GMDS diskutiert. Für 2018 ist erneut die Durchführung eines interdisziplinären Workshops durch die AG im Rahmen der GMDS-Jahrestagung in Osnabrück (2.-6. September 2018) geplant - Thema soll dabei „Multi-Omics Data Integration“ sein. Hierbei sollen die fachbereichsübergreifenden Diskussionen fortgesetzt werden.

    Neue Projektgruppen
    Um den neuen Fachbereich mit Leben zu füllen wurden 2017 neu PGs mit diesem Bereich gegründet:
    ·       Projektgruppe „Entwicklung, Implementierung  und Dokumentation von Data Processing Workflows“ (Leitung Markus Wolffien). Die hat am 7.3. den Workshop “Introduction to RNA-Seq data analysis with Galaxy” (https://www.denbi.de/22-training-cat/training-courses/469-introduction-to-rna-seq-data-analysis-with-galaxy) in Kiel organisiert. Auf der GMDS Jahrestagung 2018 in Osnabrück wird wieder ein Workshop stattfinden „RNA Seq Analysis with Galaxy in Clinical Applications“.
    ·       Projektgruppe: „High-content Bildanalyse und Maschinelles Lernen“ (Leitung Holger Henning, Niels Grabe). Auf der GMDS Jahrestagung 2018 in Osnabrück wird ein Workshop organisiert zu „Deep Learning in Biomedical informatiks“.
    ·       Projektgruppe „Datenintegration in der Systemmedizin (Frank Kramer, Christian Bauer).

    Die Bioinformatik und Systembiologie überlappt mit vielen Fachbereichen der GMDS. Das Ziel wäre es Fachbereichsübergreifende AGs zu stärken. Hierzu wäre es wichtig bereits bestehende AGs welche Fachbereichsübergreifend arbeiten zu vernetzen. Zum Thema „Fachbereichüber­greifende Themen der GMDS“ fand am 19.02.2018 ein Workshop in Essen stattfinden. Es fand daher Ende 2017 eine Befragung aller Leiter von bestehenden statt, zu welchen Anteilen sie in welchen Fachbereichen aktiv sind. Hier ist kurz das Ergebnis zusammengefasst:

    GMDS Jahrestagung
    Um den neuen Fachbereich in der GMDS präsenter zu machen und eine gute Sichtbarkeit auf der 63. GMDS Jahrestagung (2.-6.9.2018) in Osnabrück zu erreichen, arbeitete der Fachausschuss  intensiv bei der Vorbereitung der Tagung mit.
    Als Keynote Speaker aus dem Bereich Bioinformatik hat Nico Beerenwinkel zugesagt. Es werden mehrere Workshops mit Themen aus der Bioinformatik und Systembiologie stattfinden, i.e. Multi-Omics Data-Analysis (Sax, Beißbarth). Workflows mit Galaxy (Markus Wolfien) und Deep-Learning in Biomedical Informatics (Kaderali, Grabe, Binder). Weiterhin wird ein RNA-Seq Datenanalyse Tutorium (Federico Marini) stattfinden. Es wurden 2 Langbeiträge (Full-Paper) eingereicht und positiv begutachtet. Weiterhin wurden 8 Oral-Presentations und 3 Posterbeiträge akzeptiert. Somit wird es 2 Sessions mit Vorträgen aus dem Bereich Bionformatik geben „Networks and Systems Medicine“ und „Sequencing and High Dimensional Data“.
    Hierdurch zeigt sich, dass der neue Fachbereich gut angenommen wurde und es bereits zu einer signifikanten Steigerung der Beiträge auf der Jahrestagung kam. Es sollte weiterhin bei der Planung der Tagung nochmal über alle Themengebiete hinaus geschaut werden, wo es überlaps auch zu den anderen Fachbereichen gibt und gemeinsame Sessions sinnvoll sind. Auch in den Bereichen Biometrie, MI und Epidemiologie wurden Beiträge mit verwandten Themen eingereicht.

    Verschiedenes
    Auf der GMDS Jahrestagung 2018 wollen sich interessierte zusammensetzen um evtl. Pläne zur Gründung von einer AG zu Curricula der Medizinsichen Bioinformatik und Systembiologie zu gründen. Ausserdem soll Diskutiert werden ob ein Zertifikatsprogramm sinnvoll ist.
    DFG Vertretung: Im Fachausschuss wurde diskuttiert, wer als Kandidaten für Fachkollegen für die nächste Wahl der DFG Fachhkollegien vorgeschlagen werden soll. Dies wurde auch im Beirat der FaBi abgestimmt. In der FaBi wurde eine Umfrage durchgeführt, wer Bereit wäre sich als Kandidat aufstellen zu lassen. Derzeit wird das Fachgebiet hauptsächlich im DFG Fach 201-07 „Bioinformatik und theoretische Biologie“ im Fachkollegium der Lebenswissenschaften „Grundlagen der Biologie und Medizin“ abgedeckt. Es wird dort durch die Fachkollegen Ina Koch und Olaf Wolkenhauer vertreten. Die Bioinformatik ist dabei derzeit in diesem Fachkollegium das Fach mit den meisten Einreichungen von Anträgen. In der nächsten Wahlperiode wird noch das Fach 205-07 „Medizininformatik und medizinische Bioinformatik“ hinzukommen.
    Als Kandidaten des GMDS Fachausschusses sowie der FaBi für die Bereiche Bioinformatik und Systembiologie schlagen wir vor:
                201-07: Ina Koch, Rainer Spang, Dimitrih Frischman
                205-07: Tim Beißbarth, Olaf Wolkenhauer, Lars Kaderali