Gerichtete Graphen zur Modellierung von Gen-Gen- und Gen-Umwelt-Interaktionen in Studien der genetischen Epidemiologie

Beschreibung

In diesem sowohl methodisch als auch anwendungsorientiert angelegten Projekt wurden gerichtete Graphen zur Modellierung von Gen-Gen- und Gen-Umwelt-Interaktionen in Studien der genetischen Epidemiologie eingesetzt. Hierbei fokussierte sich das Vorhaben auf graphische Modelle.

Hintergrund: Bei der Erforschung der Ätiologie von Erkrankungen spielen im zunehmenden Maße individuelle genetische Faktoren eine große Rolle. Der überwiegende Anteil der in der Bevölkerung relevanten Krankheiten, wie Herz-Kreislauf-Erkrankungen, psychiatrische Erkrankungen und Krebs, ist den komplexen Erkrankungen zuzurechnen, die somit für die öffentliche Gesundheit von außerordentlichem Interesse sind. Komplexe Erkrankungen sind ihrer Natur nach multifaktoriell, d.h. für ihre Entstehung werden verschiedene genetische und nicht-genetische (umweltbedingte) Faktoren sowie deren Zusammenspiel verantwortlich gemacht. Gerade die Analyse solcher Gen-Gen- oder Gen-Umwelt-Interaktionen scheint entscheidend für das Verständnis der Krankheitsentwicklung und die Etablierung möglicher Therapien zu sein. Die Identifikation solcher Wirkmechanismen erwies sich dabei als eine komplexe Aufgabe, die erhebliche Anforderungen an die einzusetzende statistische Methodik stellte. Im Gegensatz zu den monogenetischen Erkrankungen existierten hierzu nur wenige, zum Teil unbefriedigende Lösungsansätze.

Die Ziele des Projekts waren: (a) Formulierung graphischer Modelle zur Modellierung komplexer Krankheiten, Entwicklung der zugrunde liegenden Theorie und Diskussion der primär statistischen Eigenschaften, (b) Entwicklung und Validierung entsprechender Software, (c) Überprüfung der Praxistauglichkeit der entwickelten Verfahren.

Förderzeitraum

Beginn:   August 2004
Ende:   Juli 2007

Förderer

  • Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)

Kontaktperson

Dr. rer. nat. Ronja Foraita

Ausgewählte Veröffentlichungen zum Projekt

    Zeitschriftenartikel mit peer-review

  • Foraita R. A conditional synergy index to assess biological interaction. European Journal of Epidemiology. 2009;24(9):485-494.
    https://doi.org/10.1007/s10654-009-9378-z
  • Foraita R, Bammann K, Pigeot I. Modeling gene-gene interaction using graphical chain models. Human Heredity. 2008;65(1):47-56.
    https://doi.org/10.1159/000106061
  • Foraita R, Klasen S, Pigeot I. Using graphical chain models to analyze differences in structural correlates of undernutrition in Benin and Bangladesh. Economics and Human Biology. 2008;6(3):398-419.
    https://doi.org/10.1016/j.ehb.2008.07.002

    • Beiträge zu Büchern und Proceedings

  • Günther F, Foraita R. Ein Kriterium zur Identifikation einer biologischen Gen-Gen-Interaktion. In: Freyer G, Bibler K-E, Herausgeber. Biometrische Aspekte der Genomanalyse III. Aachen: Shaker Verlag. 2007. S. 79-84

    • Dissertation

  • Foraita R. Der Conditional Synergy Index - Ein Maß zur Bestimmung einer Gen-Gen-Interaktion basierend auf graphischen Modellen. Bremen: Universität Bremen; 2008.
    http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:46-diss000111139.

    • Vorträge bei wissenschaftlichen Tagungen (eingeladen)

  • Sobotka F, Foraita R, Pigeot I. The uncertainty of graphical models. Seminar of Applied Statistics. Department of Biostatistics, University of Copenhagen, 4. Juni 2008, Copenhagen, Denmark.
  • Foraita R. Ein Maß zur Identifikation von Gen-Gen-Interaktionen. Forschungs- und Doktorandenkolloquium des Instituts für Medizinische Biometrie und Epidemiologie, Philipps-Universität Marburg, 24. April 2007, Marburg.

    • Vorträge bei wissenschaftlichen Tagungen

  • Foraita R. The conditional synergy index to identify a biological gene-gene interaction. Lifestat 2008, Gemeinsame Tagung der Deutschen Region (IBS-DR), der Region Österreich/Schweiz (IBS-ROeS) und der polnischen Gruppe (IBS-Polen) der Internationalen Biometrischen Gesellschaft (IBS), 10.-13. März 2008, München.
  • Foraita R. Ein Vorhersagemodell auf Basis graphischer Kettenmodelle. Workshop "Genetische Epidemiologie". Treffen der norddeutschen Zentren zu genetischer Epidemiologie Lübeck, Kiel, Bremen, 9. Juli 2007, Lübeck.
  • Foraita R. Ein Maß zur Bestimmung einer Gen-Gen-Interaktion. Kongress "Medizin und Gesellschaft. Prävention und Versorgung innovativ-qualitätsgesichert-sozial". Gemeinsame Jahrestagung der DGEpi, DGSMP, GMDS, DGMS, MDK Bayern, bayer. Landesgesundheitsamt, 17.-21. September 2007, Augsburg.
  • Foraita R, Günther F. Ein Kriterium zur Identifikation einer biologischen Gen-Gen-Interaktion. Workshop der Arbeitsgruppe Populationsgenetik und Genomanalyse der Internationalen Biometrischen Gesellschaft (IBS-DR) und des Arbeitskreises Humangenetik der Deutschen Gesellschaft für Medizinische Informatik, Biometrie und Epidemiologie (GMDS), 12.-14. Februar 2007, Rauischholzhausen.
  • Foraita R, Günther F. Ein Kriterium zur Identifikation einer biologischen Gen-Gen-Interaktion. 1. Jahrestagung der Deutschen Arbeitsgemeinschaft Statistik (DAGStat) gemeinsam mit der 53. Jahrestagung der Deutschen Region der Internationalen Biometrischen Gesellschaft (IBS-DR) und der Pfingsttagung der Deutschen Statistischen Gesellschaft, 27.-30. März 2007, Bielefeld.
  • Bammann K, Foraita R, Pigeot I, Suling M, Günther F. Modelling gene-gene- and gene-environment-interactions with directed graphs. IEA-EEF European Congress of Epidemiology 2006, Epidemiology and Health Care Practice. 28.Juni - 1.Juli 2006, Utrecht, The Netherlands.
  • Foraita R, Bammann K, Pigeot I. Modelling of gene-gene-interactions using graphical chain models. Workshop "Statistics for biological networks". 16.-18. Januar 2006, Eindhoven (Niederlande).
  • Foraita R, Bammann K, Pigeot I. Modellierung von Gen-Gen- und Gen-Umwelt-Interaktionen mittels graphischer Modelle. 52. Jahrestagung der Deutschen Region der Internationalen Biometrischen Gesellschaft (IBS-DR) gemeinsam mit 7. Jahrestagung des Deutschen Netzwerkes Evidenzbasierte Medizin e.V. (DNEbM e.V), 6.-9. März 2006, Bochum.
  • Günther F, Foraita R, Pigeot I. Faktorgraphen als Prognosemodell in der genetischen Epidemiologie. 1. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Epidemiologie (DGEpi), 21.-23. September 2006, Greifswald.
  • Foraita R, Bammann K. Modellierung von Gen-Gen- und Gen-Umwelt-Interaktionen mittels graphischer Modelle. 12. Jahrestagung der Deutschen Arbeitsgemeinschaft für Epidemiologie (dae) gemeinsam mit 50. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Medizinische Informatik, Biometrie und Epidemiologie (GMDS), 11.-15. September 2005, Freiburg.
  • Pigeot I, Foraita R, Bammann K. Modelling of gene-gene- and gene-environment-interactions with graphical models. Workshop „Statistical Methods in Molecular Epidemiology (SMiME)“ der Universität Dortmund, SFB 475, 30.September - 1.Oktober.2005 (eingeladener Vortrag), Dortmund.
  • Foraita R. Graphische Modelle zur Auswertung von Fall-Kontroll-Studien mit unvollständiger Haplotyp-Information. Workshop "Genetische Epidemiologie" Norddeutsches Treffen der Zentren zu genetischer Epidemiologie Lübeck, Kiel, Bremen, 24. August 2004, Bremen.

    • Poster bei wissenschaftlichen Tagungen

  • Sobotka F, Foraita R, Eberle A, Pigeot I. GMVALID: Ein R- Paket zur Validierung graphischer Modelle präsentiert an Daten von unnatürlichen Sterbefällen in Bremen im Zeitraum 1999-2006. 3. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Epidemiologie (DGEpi), 24.-27. September 2008, Bielefeld.
  • Bammann K, Foraita R, Pigeot I, Suling M, Günther F. Modellierung von Gen-Gen- und Gen-Umwelt-Interaktionen mit gerichteten Graphen. 1. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Epidemiologie (DGEpi), 21.-23. September 2006, Greifswald.

    • Software

  • Foraita R, Sobotka F. gmvalid: Validation of graphical models. R package. 2008.
    http://cran.r-project.org/web/packages/gmvalid/index.html