Immunologische Experimente am Computer : theoretische Immunologie schließt Wissenslücken

Mathematische Methoden in der Biologie haben sich in den vergangenen 25 Jahren zunehmend etabliert. Etwa in den Bereichen der Entwicklung von Organen und Organismen sind große Anstrengungen in der Mathematik unternommen worden, die grundlegenden Mechanismen der Entwicklung aufzudecken. Der einfache Gedanke, auf dem diese Methode aufbaut, ist ein reduktionistischer: Man verwendet einen minimalen Satz von in der Biologie beobachteten Wechselwirkungen – etwa zwischen den Zellen, die das betrachtete Gewebe aufbauen –, übersetzt sie in ein mathematisches System von dynamischen Gleichungen, löst diese auf dem Computer und prüft, ob sich in der Lösung die erwartete Struktur zeigt. Wenn dies allein aufgrund experimenteller Daten aus der Biologie nicht möglich ist, ergibt sich der größte Nutzen der mathematischen Beschreibung: Dann sind neue Hypothesen im mathematischen Modell notwendig, um das reale System beschreiben zu können. Damit sagen die Theoretiker Zusammenhänge voraus, die aus der Biologie alleine nicht ableitbar sind. Diese können durch neue gezielte Experimente verifiziert werden. Ein ähnlicher Ansatz wurde in jüngerer Zeit von unserer Gruppe am Frankfurter Instute for Advanced Studies (FIAS) in der Immunologie verwendet