MultiOmikAnsätze

MultiOmikAnsätze bezeichnen Forschungsansätze in der Biomedizin, die die gleichzeitige Analyse mehrerer Omik-Datenquellen zum Ziel haben, um biologische Systeme und Krankheitsmechanismen systematisch zu verstehen. Typische Ebenen sind Genomik (DNA-Sequenzierung), Epigenomik (DNA-Methylierung), Transkriptomik (RNA-Expression), Proteomik (Proteinprofile) und Metabolomik (Metaboliten), ergänzt durch Mikrobiomik/Metagenomik und phänotypische Merkmale. Durch die Integration dieser Ebenen lassen sich Regulationsnetzwerke, Signalwege, Biomarker und potenzielle therapeutische Ziele identifizieren.

Ziele von MultiOmikAnsätzen sind ein ganzheitliches Verständnis biologischer Prozesse, die Identifikation belastbarer Biomarker, die Segmentierung von Patientinnen und Patienten nach molekularen Mustern sowie die Unterstützung von personalisierten Medizin-Ansätzen. Sie ermöglichen auch neue Hypothesen über Ursachen von Krankheiten, die über die Einzeldatenebene hinausgehen.

Analytisch kommen Vertikale Integrationen (verschiedene Omik-Datenlagen derselben Proben) oder Horizontale Integrationen (Daten über Proben/Studien hinweg) zum Einsatz. Die Methoden reichen von Netzwerkanalysen, Pfad- und Funktionsanalysen, multivariater Statistik und Maschinellem Lernen bis hin zu Bayes-Modellen, Matrixfaktorisierung und Data-Fusion-Verfahren. Datenqualität, Batch-Effekte, fehlende Werte und hohe Dimensionalität erfordern Harmonisierung und robuste Validierung.

Typische Anwendungsgebiete sind Krebsforschung, Autoimmun- und Neurodegenerationskrankheiten, Mikrobiomforschung und Pharmakogenomik. Realistische Implementierungen stützen sich auf öffentlich verfügbare Datensätze wie Genom-, Transkriptom- und Metabolomik-Datenbanken, die für integrierte Analysen genutzt werden.

Herausforderungen bleiben Standardisierung, Reproduzierbarkeit und Datenschutz. Dennoch entwickeln sich MultiOmikAnsätze rasch weiter und tragen dazu bei, komplexe Phänotypen besser zu erklären und evidenzbasierte Entscheidungen in Forschung und Klinik zu unterstützen.