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Eine Biobank der Superlative

AG Biomaterialbanken besucht UK Biobank – Proben und Daten stehen Forschern weltweit für Analysen zur Verfügung

10.07.2012. Etwa 15 Millionen Aliquots der Proben von mehr als 500.000 Personen lagern in der UK Biobank. Sie sind verknüpft mit klinischen sowie mit detaillierten Informationen zu Krankheitsgeschichte und Lebensführung. Sehr beeindruckt zeigten sich die Mitglieder der TMF-Arbeitsgruppe Biomaterialbanken, die die UK Biobank am 3. Juli 2012 besichtigte, insbesondere vom System der Probenlagerung, vom Einsatz von Automatisation und Robotik für das Probenhandling, vom Probenmanagement auf höchstem Niveau sowie von der Professionalität des Projektteams, dem es gelungen ist, das Vertrauen der Spender nachhaltig zu gewinnen.

 

 
Der "goldene Schrein" der UK
Biobank: Blick ins Innere des
automatisierten Biobanklagers,
in dem die Proben auf -80 °C
gekühlt aufbewahrt werden.
 
Die UK Biobank betreibt selbst keine Forschung mit den Proben und Daten, sondern veräußert sie auf Non-profit-Basis, aber mit dem Ziel der Kostendeckung, an Forscher weltweit. Nach entsprechender Beantragung kann demnach jeder Wissenschaftler („bona fide researcher“) die Proben und Daten aus der UK Biobank nutzen, um gesundheitsbezogene Forschung durchzuführen. Dabei verbleiben die Ergebnisse der Forschung bei der UK Biobank, können und sollen zugleich jedoch auch von den Forschern veröffentlicht werden – wobei die UK Biobank lediglich im Acknowledgement erwähnt werden möchte.
  

Die Gesundheit zukünftiger Generationen sichern

Das UK Biobank-Projekt gilt bisher als eines der weltweit größten und ehrgeizigsten Unternehmen, eine detaillierte biomedizinische Datensammlung einer Bevölkerung zu erstellen und für die biomedizinische Forschung zur Verfügung zu stellen. Ziel der prospektiven Kohorten-Studie ist es, die zukünftige Prävention, Diagnose und Behandlung von Krankheiten der älter werdenden Bevölkerung, nicht nur im Vereinigten Königreich, sondern auch weltweit in der Zukunft, zu verbessern. Hierfür sollen insbesondere auch die vielfältigen Umwelt- und Lifestyle-Risikofaktoren ermittelt werden, die teilweise moderat und in ihrem Zusammenspiel auf komplexe Weise den individuellen Verlauf von Krankheiten steuern können.

Das Projekt startete im Jahr 2004, die Probenakquise erfolgte von 2006 bis 2010. Dazu wurden insgesamt rund 9 Millionen schriftliche Einladungen an Personen im Alter von 40 bis 69 Jahren verschickt, die im staatlichen Gesundheitssystem registriert waren und im Umkreis eines der 22 Assessment-Zentren der UK Biobank lebten. Mehr als eine halbe Million Freiwilliger nahm die Einladung an. 
  

   
  Dan Fry (li.) und Lorraine Gillions
(re.) führten die Mitglieder der AG
BMB durch die UK Biobank.

Breite Einverständniserklärung für künftige Gesundheitsforschung

Dan Fry, der Labormanager der UK Biobank, der die AG Biomaterialbanken durch die Biobank führte, wies besonders auf das bewundernswerte altruistische Verhalten der freiwilligen Spender hin. Sie hätten ihre Einwilligung gegeben, obwohl ihnen mitgeteilt wurde, dass das Projekt nicht dazu ausgelegt sei, die Gesundheit der Teilnehmenden zu verbessern, sondern alleine zukünftigen Generationen nutzen werde.

Lorraine Gillions, die Koordinatorin des Daten- und Probenmanagements, betonte, dass die Spender der UK Biobank durchgehend breite Einverständniserklärungen gegeben und damit jedweder gesundheitsbezogener Forschung an ihren Proben und Daten zugestimmt hätten, die von öffentlichem Interesse sei.
  

Prospektive Studie erfasst Daten im Verlauf

Die Teilnehmer wurden in den jeweiligen Zentren einer dreistündigen, hochstandardisierten Untersuchung unterzogen. Dabei wurden Körperwerte gemessen, Proben gewonnen und mittels elektronischer Touchpad-Fragebögen Informationen zu individuellen Krankheitsgeschichten sowie zur Lebensführung erhoben. Alle Teilnehmer werden auf freiwilliger Basis darüber hinaus periodisch aufgefordert, eventuelle Veränderungen in ihrer Lebensführung, ihrer Ernährungsweise oder in einem  der anderen Einschlusskriterien der Studie mitzuteilen. So hat die UK Biobank auf ihre jüngste Online-Befragung fast 400.000 Antworten zu verändertem Ernährungsverhalten erhalten. 

Über im Gesundheitssystem genutzte elektronische Informationssysteme wird der UK Biobank mitgeteilt, wenn bei Teilnehmern Erkrankungen auftreten oder diese gar versterben. Innerhalb der UK Biobank-Kohorte ließen sich bisher 4,8 Prozent der Probanden mit Diabetes, 2,4 Prozent mit Herzinfarkten, 1,4 Prozent mit Schlaganfallsleiden, 1 Prozent mit COPD, 2,2 Prozent mit Brustkrebs, 0,8 Prozent mit Prostatakrebs sowie 1,2 Prozent mit rheumatoider Arthritis erfassen.
  

UK Biobank bisher mit rund 85 Mio Euro gefördert

Das Medical Research Council und der Wellcome Trust initiierten die UK Biobank vor mehr als zehn Jahren, damals – und noch vor Veröffentlichung des Humangenoms im Jahr 2004 –  bereits die Wichtigkeit eines solchen Projektes vorausahnend. Die UK Biobank wird vom Medical Research Council, dem Gesundheitsministerium, der Regierung von Wales und Schottland, dem Wellcome Trust sowie von der Britischen Herz-Stiftung finanziert. Insgesamt sind bisher 85 Mio € Fördermittel zur Durchführung des Projekts aufgewendet worden.

Die UK Biobank ist in Stockport, Greater Manchester, in Nord-West-England angesiedelt. Dort werden insgesamt ca. 15 Millionen Aliquots der Proben von mehr als 500.000 Menschen aufbewahrt, die repräsentativ für die in England, Schottland und Wales lebende Bevölkerung ist. Irland konnte aus logistischen Gründen nicht in die Studie eingeschlossen werden, da aufgrund der geographischen Insellage und infrastruktureller Bedingungen der qualitätsgesicherte Probentransport zur UK Biobank nicht gewährleistet werden konnte.
  

   
Das Gefrierlager der UK Biobank
befindet sich in einem eigens für
diesen Zweck errichteten Labor-
gebäude, dessen Systeme mehr-
fach redundant gesichert sind.
 

Mehrfache Redundanz sichert die Systeme

Die in den Assessment-Zentren gewonnenen Proben wurden in der Regel bei 4 °C an die UK Biobank verschickt. Hintergrund für den Transport bei dieser Temperatur sind evidenzbasierte Hinweise, dass bei 4 °C zunächst die metabolische Aktivität der Proben nur unterdrückt wird, wohingegen durch Einfrieren und Auftauen eine Degradation eintritt. Dieser Prozess sollte vor der finalen Einlagerung in der UK Biobank verhindert werden.

Die Proben werden in einem automatisierten und robotergestützten Biobanklager aufbewahrt, das etwa so hoch ist wie ein zweistöckiges Haus. Mit flüssigem Stickstoff wird im Eingangsbereich auf -20 °C bzw. im Lagerbereich auf -80 °C gekühlt. Das Gefrier-Lager, das in einem eigens dafür gebauten Labor-Gebäude untergebracht ist, ist mehrfach redundant abgesichert, dies gilt ebenso für alle Roboter- und Computersysteme. Etwa neun Kilometer von Stockport entfernt befindet sich zudem ein Backup-Lager, welches unter anderem für Notfallzwecke errichtet worden ist.
  

  1. UK Biobank
  2. Registrierungsseite für die Beantragung der Probennutzung
  3. AG-Biomaterialbanken


 

Die AG Biomaterialbanken traf sich zu ihrer Sitzung mit Besichtigung der UK Biobank

in Stockport/Manchester. Nach einer Präsentation durch die Koordinatoren begann die Führung
in der Halle des zweistöckigen Probenlagers.

 

 

High throughput build-in cherry picking module.

 

   

Barcodes am Sammelröhrchen und -Rack sind Grundpfeiler für moderne Aufbewahrungslogistik.

 

     

Die hohe Automatisierung der UK Biobank ermöglicht es, dass eine Person die Aufsicht
über die gesamte Biobank halten kann.

 

  

Dan Fry, der Labormanager der UK Biobank, präsentiert den Teilnehmern der AG BMB
ein Probenrack.

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MII: Workshop "Gesundheitsdaten für die medizinische Forschung: Wie können Patienten partizipieren?"

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11.09.2019 - 12.09.2019




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Interview: Deutschland verliert den Anschluss in der genomischen Medizin

Gespräch mit Prof. Dr. Michael Krawczak, Jürgen Eils und Dr. Roman Siddiqui


 
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