Molekulare Früherkennung in der Medizin – Konzept, Techniken ...

© 2010 by Verlag Hans Huber, Hogrefe AG, Bern Therapeutische Umschau 2010; 67 (7): DOI 10.1024/0040-5930/a000061Übersichtsarbeit335Medizinische Universitätsklinik, Kantonsspital, BruderholzDepartement Biomedizin, Universität BaselBarbara C. BiedermannMolekulare Früherkennung in der Medizin –Konzept, Techniken, PerspektivenDas Konzept der molekularen Früherkennung hat mit der Entschlüsselung desmenschlichen Genoms um die Jahrtausendwende erheblichen Aufschwung bekommen.Technologischer Fortschritt wird in den nächsten Jahren umfangreiche,ja umfassende (komprehensive) molekulargenetische Untersuchungendes Individuums in die Reichweite des diagnostischen Alltags bringen. In gewissenBereichen der Medizin, z. B. in der Infektiologie oder der Hämato-Onkologie,sind molekulare Diagnosen bereits heute obligater Standard. Im Falle polygenetischer,multifaktoriell bedingter Krankheiten haben molekulargenetische Testsheute jedoch nur in Ausnahmefällen einen klinisch relevanten Stellenwert. NeueBiomarker, meistens Proteine oder Metaboliten, sind nicht selten durch komprehensive,molekulare Verfahren („-omics“) identifiziert worden. Nur die genaueKenntnis der diagnostischen und prognostischen Aussagekraft und der Limitationeneines molekularen Tests erlaubt seine sinnvolle Anwendung.neten Maßnahmen Erkrankung zu verhindern.Eine potentiell bedrohlicheKrankheit früh zu erkennen und einerwirksamen, verhältnismäßigen Therapiezuzuführen ist eine höchst wertundsinnvolle Maßnahme. Wüsste manbeispielsweise, welche arteriosklerotischePlaque im Koronarbett wanngenau rupturieren wird, könnte manviele Herzinfarkte durch eine rechtzeitige,perkutane Angioplastie derKranz arterien verhindern. Dieses Konzeptder Früherkennung einer Krankheitim asymptomatischen Stadium(Abb. 1) hat mit der Entwicklung leistungsfähiger,molekularmedizinischerVerfahren in den letzten Jahren Aufschwungerhalten.Die wichtigsten, genetischenUntersuchungsverfahrenEinleitungEs gibt in der Medizin nur wenigeKrank heiten, denen nicht ein asymptomatischesStadium vorausgeht. Ein solchesZeitfenster, so kurz es auch sei, istimmer eine Gelegenheit, um mit geeig-Der Begriff „molekulare Diagnostik“ istnicht auf den Nachweis und die Analysevon krankmachenden Genen in DNAoder RNA beschränkt. Genetische Untersuchungenim engeren Sinn habenjedoch wegen ihrer Präzision, Sensitivitätund Spezifität den Begriff „molekulareDiagnostik“ in den letzten Jahrenzunehmend besetzt. Deshalb werden,um begriffliche Klarheit zu schaffen,die wichtigsten genetischen Testverfahren,die in der Humanmedizin zurAnwendung kommen, hier kurz besprochen(Tab. 1).ZytogenetikDie Zytogenetik ist wohl eines der ältestenLaborverfahren welches für genetischeUntersuchungen zur Anwendungkommt. Technisch-praktischnutzt dieser Test die Tatsache, dasssich die Chromosomen einer Zelle imRahmen der Mitose so entflechten undaufwickeln, dass sie als Einzelpartikelsichtbar werden. Die Länge der Chromosomenarmeund das typische Bandenmusterbei der Anfärbung erlaubtdie Identifikation von Chromosomenanomalien.Abbildung 1 Das Konzept der Früherkennung. Im Verlaufe seines Lebens entwickeltein Mensch Krankheiten oder er bleibt gesund. Fast allen Krankheiten gehtein asymptomatisches Stadium voraus. Molekulare Früherkennung ist dann hilfreich,wenn man die Zeit, die bis zum Krankheitsausbruch bleibt, für wirksame,individuelle Prävention oder Therapie nutzen kann.FISHBei der sogenannten FISH ( fluorescentin situ hybridization) werden mit einemFluoreszenzfarbstoff versehene Oligo-

336Barbara C. Biedermann Molekulare Früherkennung in der Medizin – Konzept, Techniken, PerspektivenÜbersichtsarbeitnukleotide an komplementäre, chromosomaleDNA-Abschnitte gebunden(hybridisiert). Im Normalfall werden sodie beiden Allele eines Gens in einemeinzelnen Zellkern (doppelter Chromosomensatz)sichtbar gemacht.SSCPDer sogenannte SSCP (single strandconformational polymorphism) beruhtdarauf, dass die gelelektrophoretischeBeweglichkeit eines DNA-Stranges vonseiner Konformation abhängt. Diesewird von seiner Nukleinsäuresequenzbeeinflusst. Wenn ein Genomabschnittaus Zell-DNA mittels PCR amplifiziertwird und das PCR-Produkt auf einemGel getrennt, wandern mutierte undnicht-mutierte DNA-Stränge unterschiedlichweit. Die SSCP ist so sensitiv,dass Punktmutationen, also auch SNPs(single nucleotide polymorphisms),identifiziert werden können.RFLPDer sogenannte RFLP (restriction fragmentlength polymorphism) nützt diegroße Vielfalt von Restriktionsenzymenaus, welche von Bakterien produziertwerden und welche DNA an enzym-typischenStellen sehr spezifischschneiden. Für viele Genpolymorphismenfindet sich ein Restriktionsenzym,das diese veränderte Stelle in der DNAspezifisch erkennen und schneidenkann. Der RFLP ist ein einfacher, augenfälliger,schneller und technischwenig aufwendiger TestGensequenzierungSchließlich erlaubt die Gensequenzierungdie Identifikation der einzelnenNukleinsäurensequenzabfolge. Sie istder direkteste Beweis für das Vorliegeneiner bestimmten Genvariante oderMutation.Obwohl einige dieser Verfahren keineaufwendige oder teure Infrastrukturbrauchen, werden genetische Tests mitVorteil in dafür speziell akkreditierteLaboratorien geschickt. Eurogentestist eine europäische Inititative, welcheim Bereich der genetischen TestdurchführungStandards entwickelt, einsetztund überprüft (http://www.eurogentest.org/laboratories/).In der Schweizstellt die Schweizerische Gesellschaftfür Medizinische Genetik eine Listeauthorisierter Labors zur Verfügung(www.sgmg.ch).Das Konzept der Früh -erkennung im Zeitalter dermolekularen MedizinFür die molekulare Früherkennungeiner Krankheit wäre es ideal, wennbestimmte Genvarianten oder Gensequenzmustermit dem Erkrankungsrisikoeng verknüpft wären. Dies istz. B. für Infektionskrankheiten, einemSonderfall der erworbenen, genetischenErkrankungen, der Fall.Beispiel 1: der Nachweis von retroviralerHIV-spezifischer RNA im Blut istdie Basis für die Diagnose „HIV-Infektion“.Sie geht unbehandelt mit großerSicherheit in die bekannte, erworbeneImmunschwächekrankheit AIDS überTabelle 1 Die wichtigsten, häufig gebrauchten molekulargenetischen Untersuchungsverfahren.TestZytogenetik(Chromosomenanalyse)Fluoreszierende in situ Hybridisierung(FISH)Nachweis umschriebener, bekannter Genvariationen (z.B. Translokations stellen,Y-Chromosom, Homo- und Heterozygotie, loss of heterozygosity LOH etc.)Untersuchungsmaterial: Metaphasenchromosomen oder Gewebe (Interphasenkerne)Einzelstrangkonformationspolymorphismus(SSCP)Restriktionsfragmentlängenpolymorphismus(RFLP)GensequenzierungBesonderheitenOrientierende Untersuchung auf das Vorliegen grober genetischer Veränderungen(z. B. Monosomien, Trisomien, Deletionen, Translokationen etc.).Untersuchungsmaterial: MetaphasenchromosomenOrientierender Suchtest zur Identifikation einer Genvariante (z.B. Punktmutation)in einem mittels serieller PCR amplifizierten Gen.Untersuchungsmaterial: PCR-ProduktIdentifikation einer Genvariante (z.B. Punktmutation) mit Hilfe eines DNAschneidenden,sequenzspezifisch aktiven Enzyms.Untersuchungsmaterial: PCR-ProduktBestimmung der Nukleinsäuresequenz eines Genabschnittes (einige hundertNukleotide). Geeignet für die Identifikation neuer Mutationen oder als Bestätigungstest.Untersuchungsmaterial: PCR-Produkt

Therapeutische Umschau 2010; 67 (7): 335 – 340Übersichtsarbeit337und stellt im Sinne der Früherkennungalso eine „asymptomatische“ Vorstufeeiner Krankheit dar.ALägen krankheitsrelevante Genprofileoder Polymorphismen in der Keimbahnvor, wären sie bei jedem Individuumpostkonzeptionell unveränderlich vorgegebenund könnten jederzeit (d. h.auch schon im jugendlichen Alter) untersuchtwerden. Ein derartiger Testmüsste naturgemäß nur ein einzigesMal im Leben gemacht werden und erwäre in idealer Weise geeignet für eineFrühdiagnose.Diese Voraussetzungen mögen fürklassische, hereditäre monogenetischeKrankheiten mit hoher Penetranz biszu einem gewissen Grad erfüllt sein.Beispiel 2: ein Träger von mehr als 40CAG-Repeats (dies sind repetitive Abfolgenvon 3 Nukleotiden: Cytosin-Adenin-Guanin und die Anzahl solcherRepeats ist bei Personen, die an ChoreaHuntington erkranken, erhöht) imHuntington-Gen von Chromosom 4erkrankt praktisch immer an dieserschweren, neuropsychiatrischen Krankheit.Für die viel häufigeren, komplexen polygenenErkrankungen haben sich derartigemolekulargenetische Tests bisheute nicht durchgesetzt. Die klinischenGrenzen rein genomischer Diagnoseverfahrenliegen darin begründet,dass in den seltensten Fällen die genetischeVeranlagung allein determiniert,ob eine Krankheit ausbricht oder nicht.Mehrheitlich sind Umweltfaktoren alskranheitsauslösende Mechanismen involviert.Beispiel 3: Eine Trägerin einer FaktorV-Leiden-Mutation hat ein nur leicht erhöhtesRisiko an einer Thromboemboliezu erkranken. Wenn die betreffendePerson aber raucht oder Ovulationshemmereinnimmt, steigt dieses Risikosprunghaft an [1].BCAbbildung 2 Medizinische Methoden zur Früherkennung. A. Die genetische Veranlagungkann durch die Familienanamnese oder durch mehr oder weniger vollständigegenetische Testungen abgeschätzt werden. B. Schädliche Umweltfaktorenlassen sich am einfachsten durch die Anamnese erfassen. C. DieKrankheitsaktivität kann mit der klinischen Untersuchung, bildgebenden Verfahrenaber auch mit umfassenden Expressionsanalysen (Transkriptom, Proteom, Metabolom)beschrieben werden.Schließlich ist gut bekannt, dass es genetischeKonstellationen gibt, die denAusprägungsgrad einer krankheitsauslösendenMutation mitigieren und deshalbderen Penetranz reduzieren können.Das bedeutet, dass ein Menschzwar eine bestimmte Mutation trägt,aber dennoch nicht erkrankt. Um hiernicht unnötig Ängste zu schüren siehtman grundsätzlich davon ab, Gentestsohne klinische Verdachtsdiagnosedurchzuführen. Diesem Umstand wirdin der Praxis der medizinischen Genetikdadurch Rechnung getragen, dassman einen Patienten (Propositus) inder Regel nur dann auf das Vorliegeneiner krankheitsauslösenden Genvariantehin untersucht, wenn er selbermanifeste Krankheitszeichen aufweist.Gelingt der Nachweis einer entsprechendenMutation kann es sinnvollsein, Verwandte auch im asymptomatischenStadium daraufhin zu untersuchen.Dies insbesondere dann, wenngute präventive Maßnahmen bestehen.Das Wissen um hereditäre, vererbbareKrankheiten wird in einer Familie ofttabuisiert. Wegen der für das Individuumje nachdem sehr schwerwiegendenBedeutung und unveränderlichen Naturder Ergebnisse ist der Umgang mitgenetischen Untersuchungen beimMenschen in der Schweiz gesetzlich(http://www.admin.ch/ch/d/sr/c810_12.html) geregelt.Umfassende Früherkennung zielt daraufab, genetische Veranlagung (Prädisposition),schädigende Umwelt faktorenund präklinische Krankheitsaktivitätfür den einzelnen Patientenzu erfassen (Abb. 2), eine möglichst genaueDiagnose vorzunehmen um darausdann die bestmögliche, personalisierteBehandlung abzuleiten. DieseIdee ist nicht neu. Doch während früherFamilienanamnese und körperlicheUntersuchung die einzigen Methoden

338Barbara C. Biedermann Molekulare Früherkennung in der Medizin – Konzept, Techniken, PerspektivenÜbersichtsarbeitTabelle 2 Technologien die zur umfassenden Charakterisierung biologischer Untersuchungsproben (Gewebe, Serum oderPlasma, Körperflüssigkeiten etc) angewendet werden.VerfahrenNukleinsäure-Chipsoder -ArraysPhagen-BibliothekenHPLC*-MassenspektrometriePrinzip und Besonderheiten der MethodenVerschiedene Oligonukleotide werden analog zur Mikrochip-Technologie auf ein Trägermaterialaufgebracht (spotted). Auf kleinstem Raum können so viele Nukleinsäuresequenzenals detektierende Proben vorgelegt werden (zum Beispiel: alle relevanten Einzelnukleotidpolymorphismen(single nucleotide polymorphisms, SNP) des menschlichen Genoms).Durch die rasterartige Anordnung können die einzelnen Oligonukleotidspezies wie dieFelder eines Schachbretts identifiziert werden. Eine Testprobe, welche Nukleinsäurefragmenteenthält, wird mit dem Array inkubiert, und die spezifisch bindenden, komplementärenDNA-Sequenzen durch Einfärbung sichtbar gemacht.Untersuchungsmaterial: Nukleinsäuregemische (Genome, Transkriptome)Bakteriophagen sind Viren, welche in Bakterien leben. Wird das Phagengenom genetischmodifiziert, werden die entsprechenden Gene auch in den Phagen-tragenden Bakterienexprimiert. Diese symbiotisch lebenden Mikroorganismen können dazu verwendet werden,Proteinliganden (z.B. Antikörper) zu exprimieren. Werden nicht nur einige wenige, sondern“alle denkbar möglichen” Bindungsmotive so exprimiert, spricht man von einer Phagen-Bibliothek. Diese enthält problemlos mehrere Millionen einzelner Liganden und kann fürSuchexperimente (Screenings) herangezogen werden. Dabei werden aus der gesamtenBibliothek jene Liganden identifiziert, die am besten ein bestimmtes Molekül erkennenund binden.Untersuchungsmaterial: Proteingemische (Proteom)Mit diesem Verfahren werden komplexe biologische Materialien chromatographischaufgetrennt und die Zusammensetzung der einzelnen Fraktionen bis auf die molekulareEbene genau charakterisiert.Untersuchungsmaterial: Protein- und Peptidgemische (Proteom),Metaboliten (Metabolom, Lipidom).* High-performance liquid chromatographywaren, um den hereditär-genetischenHintergrund einer Erkrankung und derenManifestationsgrad oder „Phänotypen“zu erfassen, stehen heute umfassende,sogenannte „komprehensive“Testverfahren (Tab. 2) zur Verfügung,mit denen die Gesamtheit der Gene(=„Genom“), die Gesamtheit der Proteine(=„Proteom“) und beliebige weitere„-ome“ (z. B. Transkriptome, Metabolome,Lipidome) eines einzelnen Menschen,seiner Gewebe und Organe, untersuchtwerden können [2]. Dennukleinsäurebasierten, genetischenKrankheitsmerkmalen werden Biomarkergegenübergestellt. Ein Biomarkerist ein Indikator eines physiologischenoder pathogenen Prozesses, der einerobjektiven Messung zugänglich ist [3].Biomarker (z. B. der Blutdruck, dasCRP, das HbA1c usw) sind mit der Zeitveränderliche Parameter, währenddemGenpolymorphismen oder -mutationenin den betroffenen Zellen undGeweben in der Regel unveränderlichvorliegen. Ergänzt werden diese Methodendurch moderne bildgebendeVerfahren (sog. „molecular imaging“[4]), welche bestimmte molekulareKrankheitsmerkmale im Körperinnern(wie z. B. Entzündung in einer arteriosklerotischenPlaque) nachweisen können.Für die schnelle und einfache Erfassungeiner Exposition gegenüberschädlichen Umwelteinflüssen bleibtdie Anamnese heute weiterhin konkurrenzlos.Die Vision der präzisen, molekularenDiagnose erhielt mit der vollständigenSequenzierung des menschlichen Genomsum die Jahrtausendwende großenAuftrieb [5], doch das Angebot anguten, validierten molekularen Testverfahren hinkt bis heute der großenNachfrage im Bereich der häufigen,komplexen und erworbenen, genetischbedingten Krankheiten hinterher(Abb. 3).Der Ruf nach translationalerMedizinUm die klaffende Lücke zwischen demriesigen Wissensschatz, den die Entschlüsselungdes menschlichen Genomsgehoben hat, und der sinnvollen,nützlichen medizinisch-klinischen Anwendungzu schließen, erklang der Rufnach translationaler Medizin: Klugeund geschickte „Übersetzer“ waren gefragt:Ärzte, die mit Patienten undGrundlagenwissenschaftern sprechen

Therapeutische Umschau 2010; 67 (7): 335 – 340Übersichtsarbeit339und beide verstehen konnten. Mit diesemSchritt wurden relevante klinischeFragestellungen definiert und formuliert,auf welche die heute unglaublichleistungsfähige Biomedizin mehr oderweniger gut antworten kann. Es gibtheute kaum einen Bereich der Medizinmehr, in den die molekulare Medizinund entsprechende Testverfahren nichtEinzug gehalten hätten. Doch nur inwenigen Fächern haben sie sich gegendie etablierten Labortests durchgesetztoder diese sogar als quasi Goldstandard-Verfahrenabgelöst. Ein Beispieldafür ist sicher die Infektiologie, dortwiederum vor allem die globale Epidemiologie,wo molekulare Früherkennungin den letzten Jahren einen revolutionärenCharakter angenommenhat: HIV, SARS, H5N1, H1N1, um nureinige wenige Beispiele zu nennen. NurGoogle – Spiegel der menschlichenNeugier ! - ist heute gleich schnell odergar schneller als molekulargenetischeTests [6].Das Wissen um den genetischen Bauplanverschiedener Organismen (inklusivedes Menschen), die leistungsfähigen,umfassenden molekularenUntersuchungsmethoden und letztlichdie Leichtigkeit der IT-basierten, elektronischenArchivierung all dieser Informationeneröffnet faszinierendePerspektiven für die Entwicklung derMedizin. Wenn heute die klinisch richtigenund wichtigen Fragen gestelltwerden, sind bemerkenswerte Therapieerfolgemöglich (Beispiel: Imatinibbei Chronisch myeloischer Leukämieoder TNF-Blockade bei rheumatoiderArthritis). Der Aufwand für die sorgfältige,klinische Prüfung innovativer Diagnose-und Behandlungsverfahrendarf jedoch nicht unterschätzt werden.So hat man in den letzten Jahren gleichmehrmals schmerzlich erfahren müssen,dass Surrogatmarker, welche zurschnelleren Abschätzung eines scheinbargüns tigen Therapieeffektes herangezogenwurden, die harten Endpunkte(z. B. kardiovaskuläre Ereignisse bei lipidmodulierendenoder blutzuckersenkendenTherapien) in klinischenStudien nicht ersetzen [7]. Wir selberhaben in einer eigenen kleinen Fall-Kontrollstudie untersucht, ob bekannte,mit kardiovaskulären Ereignissenund Myokardinfarkt assoziierte Genpolymorphismenauch bei unseren Patientenmit symptomatischer Arteriosklerosegehäuft vorkommen. Von 9untersuchten SNPs fand sich nur eineinziger signifikant gehäuft bei den arteriosklerosekrankenPatienten, und 6waren sogar häufiger bei asymptomatischenPatienten [8]. Wir haben festgestellt,dass die sorgfältige, möglichstumfassende klinische Untersuchungjedem der von uns untersuchten Polymorphismen,aber auch den neuen Biomarkernder Arteriosklerose, zur Einschätzungder Krankheitsaktivität weitüberlegen ist [9]. Diese eigene Beobachtungist für den Kliniker tröstlich:es braucht heute wirklich großeWürfe um Altbewährtes, Gutes deutlichzu übertreffen. Dann wird Innovationallerdings spürbar, indem sie dasErscheinungsbild von Krankheiten radikalverändert (Beispiel: Erregerkultur,Resistenzprüfung und Antibiotikatherapiebei bakteriellen Infekten;Koronarangiographie und katheterbasiertesRevaskularisationsverfahren beiAr teriosklerose; Nachweis der bcr-ablTrans lokation und Therapie mit Imatinibbei Chronisch myeloischer Leukämie).Verlieren wir als Ärzte nicht denMut, diese Art des echten Behandlungs-Fortschrittes für unsere Patienten zufordern! Die Zeit für derartige Meilensteineist reif.Wohin geht die Reise?Abbildung 3 Das Angebot und die Nachfrage an molekularen Tests. Lange Zeitwaren die molekulargenetischen Tests für die Diagnose der klassischen, monogenenhereditären Leiden reserviert. Heute holen die im klinischen Alltag deutlichwichtigeren erworbenen genetischen Krankheiten (Infekte und Tumore) auf. Dergrößte Nachholbedarf an klinisch nützlichen, molekulargenetischen Testverfahrenbesteht im Bereich der polygenen, komplexen Erkrankungen.

340Barbara C. Biedermann Molekulare Früherkennung in der Medizin – Konzept, Techniken, PerspektivenÜbersichtsarbeitDanksagungDiesen Beitrag widme ich mit großerDankbarkeit meinen Mitarbeitern undKollegen, die mir in den letzten 10 Jahrengeholfen haben, molekulare Medizinzu praktizieren.Molecular tests in modern medicine –concepts, technical aspects and futuredirectionEarly diagnosis by molecular tests hasincreasingly catched attention afterdeciphering the complete human genomesequence in 2001. Meanwhile,complete genome sequencing willsoon become availble for each individual.Molecular testing is standardof care in certain infectious or malignantdiseases. Novel biomarkers areemerging as a result of modern comprehensiveprocedures (transcriptomics,proteomics, metabolomics etc).However, hype and hope are particularlyclose in this field and responsibleconduct by clinicians will ensure beneficialuse of new tests.Literatur1. Vandenbroucke JP, Koster T, BrietE, Reitsma PH, Bertina RM, RosendaalFR. Increased risk of venousthrombosis in oral-contraceptiveusers who are carriers of factor VLeiden mutation. Lancet. 1994 Nov26; 344: 1453 – 7.2. Biedermann BC. Das Molekular-Medizinische Teleskop. 1 ed.:Schwabe Verlag; 2005.3. Tardif JC, Heinonen T, Orloff D,Libby P. Vascular biomarkers andsurrogates in cardiovascular disease.Circulation. 2006 Jun 27; 113:2936 – 42.4. Weissleder R, Pittet MJ. Imaging inthe era of molecular oncology. Nature.2008 Apr 3; 452: 580 – 9.5. Collins FS. Shattuck lecture – medicaland societal consequences ofthe Human Genome Project. N EnglJ Med. 1999 Jul 1; 341: 28 – 37.6. Ginsberg J, Mohebbi MH, Patel RS,Brammer L, Smolinski MS, BrilliantL. Detecting influenza epidemicsusing search engine querydata. Nature. 2009 Feb 19; 457:1012 – 4.7. Barter PJ, Caulfield M, Eriksson M,Grundy SM, Kastelein JJ, KomajdaM, et al. Effects of torcetrapib inpatients at high risk for coronaryevents. N Engl J Med. 2007 Nov 22;357: 2109 – 22.8. Erzberger P, Gombert MT, MutschelknaussM, Wyler von BallmoosM, Biedermann BC. A CETPpolymorphism improves diagnosticpower of clinical examinationin patients with cardiovasculardisease. A case-control study.Swiss Medical Weekly. 2010 May29; 140: 307 – 13.9. Mutschelknauss M, Kummer M,Muser J, Feinstein SB, Meyer PM,Biedermann BC. Individual assessmentof arteriosclerosis by empiricclinical profiling. PLoS ONE. 2007;2: e1215.KorrespondenzadresseProf. Dr. med. Barbara C. BiedermannMedizinische UniversitätsklinikKantonsspitalCH - 4101 Bruderholzab 1.7.2010:FMH Innere MedizinStapfetenstraße 188345 Adetswilbarbara.biedermann@unibas.ch