Zytomik Frühere: Zellbiochemiegruppe Max-Planck-Institut für Biochemie, Martinsried

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Definition:
Zytomik ist die multimolekulare zytometrische Analyse der Heterogenität von Zellen und Zellsystemen (Zytom, Zytome) in Verbindung mit einer erschöpfenden bioinformatischen Wissensextraktion aus allen Analyseresultaten (= Systemzytometrie + Bioinformatik). Sie ergibt ein Maximum an Information über apparente molekulare Zellphänotypen als Input für die mathematische Modellierung oder die retrograde Analyse molekularer Stoffwechselwege (Systemzytomik). Diese Definition (Aug.2001) ist inzwischen weit verbreitet.

Apparente molekulare Zellphänotypen in der natürlicherweise vorkommenden zellulären Heterogenität krankheitsbetroffener Körperzytome stellen ein individualisiertes Korrelat von Krankheitsprozessen beim Einzelpatienten als Summe genotypischer und expositioneller Lebenseinflüsse dar. Molekulare Zellphänotypen enthalten sowohl Information über den gegenwärtigen Krankheitszustand (Diagnose) als auch über die therapieabhängige zukünftige Krankheitsentwicklung (Prädiktion), da Krankheiten infolge molekularer Veränderungen in Zellsystemen oder Organen entstehen. Mit der Gedankenführung, von der Zelle zum Patienten, eröffnet die zytomische Analyse der Gesamtheterogenität von Zelldaten den Weg zur therapieabhängigen Einzelfallprädiktion des weiteren Krankheitsverlaufes in stratifizierte Patientengruppen (z.B. Kaplan-Meier), was zu einer therapeutischen Vorlaufzeit für frühzeitige Therapiemaßnahmen zur Vermeidung irreversibler Gewebeschäden führt. In gewissen Situationen mag eine Früherkennung der Sensibilisierungsphase eine Verzögerung des Krankeitsausbruches z.B. bei Asthmapatienten bewirken. Eine sofortige Umgebungssanierung könnte dann beispielsweise den Krankheitsausbruch entweder verzögern oder verhindern, was für den Einzelpatienten von erheblicher Bedeutung ist.

Datenklassifizierungen werden gegenwärtig für die Patienten einer Krankheitskategorie als prädiktiv angesehen, wenn in der Lern- und unbekannten Testgruppe von Patienten prädiktive Werte >95% erreicht werden. Bei Werten <95% wird die Klassifizierung als prognostisch eingestuft. Zukünftige Anstrengung betreffen die Anhebung der Prädiktionsschwelle auf >99%, was durch die Suche nach noch besser diskriminierenden molekularen Datenmustern erreicht werden kann.

a.) multiparametrische zytometrische Bestimmung von Bestandteilen oder Funktionszuständen in krankheitsassoziierten Zytomen
b.) erschöpfende zytomische Analyse (1, 2) aller gemessenen numerischen Parameter für alle Zellpopulationen (d.h. in der Praxis von >95% aller gemessenen Zellen) typischerweise zum Diagnosezeitpunkt
c.) Datenmusterklassifizierung der gesamten Information gegen den zukünftigen Patientenzustand während der Lernphase
d.) Klassifizierung der unbekannten Testgruppe von Patienten, die unter den gleichen Bedingungen wie die Lerngruppe vermessen wurde. Typischerweise wird jeder fünfte oder zehnte Patient des Gesamtdatensatzes a-priori der Testgruppe zugeordnet. Deren Daten bleiben dem Lernprozeß verborgen, um systematische Klassifizierungsabweichungen zu vermeiden. Auf diese Weise ist sichergestellt, daß Lern- und Testpatienten unter gleichartigen Meßbedingungen erfaßt wurden (eingebetteter Testsatz).
e.) Prospektive Datenklassifizierung neuer d.h. unbekannter Patienten nach Abschluß der klinischen Initialphase

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