Οι ασθενείς με πολύπλοκες ασθένειες έχουν υψηλότερο κίνδυνο ανάπτυξης νέων ασθενειών. Αυτή η υπερνοσηρότητα αποτελεί ένα τεράστιο πρόβλημα στην καθημερινή κλινική πράξη, διότι καθιστά δυσκολότερο το να παρέχεται μια επιτυχής θεραπεία. Με την ανάλυση των δεδομένων από όλη την Αυστρία, οι Peter Klimek και StefanThurner έχουν αναπτύξει ένα μαθηματικό μοντέλο που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να διακρίνει αν μια ασθένεια έχει μια γενετική ή περιβαλλοντική αιτία.
Είναι ευρέως γνωστό στην ιατρική έρευνα σήμερα ένα φάσμα νόσων είναι γενετικές, ενώ άλλες προκαλούνται από περιβαλλοντικούς παράγοντες, ή μπορεί να αποτελούν συνδυασμό και των δύο. Ένας από τους κύριους στόχους στο πλαίσιο της ιατρικής είναι να αποκτήσουν οι ερευνητές μια ακριβή κατανόηση για τις κύριες αιτίες των πολύπλοκων πολυπαραγοντικών ασθενειών. Τέτοιες ασθένειες περιλαμβάνουν για παράδειγμα τον διαβήτη, τη χρόνια αποφρακτική πνευμονοπάθεια και το άσθμα. Με ένα νέο σύνολο δεδομένων φαινοτυπικών ασθενειών σε συνδυασμό με τα μοριακά βιολογικά δεδομένα και τα σύγχρονα μαθηματικά είναι δυνατόν να κατανοήσουμε την αλληλεπίδραση μεταξύ γενετικών και περιβαλλοντικών διαταραχών στην ανάπτυξη πολύπλοκων ασθενειών.
Η επιστήμη των πολύπλοκων συστημάτων έχει ως στόχο, μεταξύ άλλων, να εντοπίσει τις σχετικές πληροφορίες εντός του «μεγάλου ωκεανού των δεδομένων» που οδηγεί σε κλινικές γνώσεις και, συνεπώς, στις καλύτερες επιλογές θεραπείας. Στο τμήμα MedUni της Βιέννης για την Επιστήμη της πολυπλοκότητας, η δικτύωση των δεδομένων που χρησιμοποιούνται για την ανάπτυξη μαθηματικών μοντέλων και θεωριών καλύπτουν ένα ευρύ φάσμα, από τις οδούς επικοινωνίας στα συστήματα των κυττάρων, μέχρι και την ανάλυση του συστήματος δημόσιας υγείας.
Σε μια μελέτη που δημοσιεύθηκε πρόσφατα στην επιστημονικές εκθέσεις, οι Klimek και Thurner πέτυχαν για πρώτη φορά να αναπτύξουν μια νέα μέθοδο, η οποία μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να διαπιστωθεί κατά πόσον οι διάφορες πολύπλοκες ασθένειες προκαλούνται από γενετικούς ή περιβαλλοντικούς παράγοντες. Με τη σύγκριση των μοριακών δικτύων από τις κοινές ασθένειες που εμφανίζονται στο αυστριακό πληθυσμό, ήταν σε θέση να υπολογίσουν το λεγόμενο δείκτη «γενετικότητας». Εάν μια ασθένεια έχει ένα υψηλό δείκτη «γενετικότητας», υπάρχει μια μεγάλη πιθανότητα να είναι γενετικής προέλευσης. Από την άλλη πλευρά, εάν ο δείκτης αυτός είναι χαμηλός, οι περιβαλλοντικές επιδράσεις μπορούν να διερευνηθούν περαιτέρω προκειμένου να φανεί, για παράδειγμα, εάν η νόσος προκαλείται από χημικές τοξίνες ή προβλήματα με τις οδούς της μοριακής σήμανσης. Ο Stefan Thurner δηλώνει ότι : “Η κύρια αξία της μελέτης έγκειται στο γεγονός ότι είμαστε σε θέση να ταιριάζουμε σχεδόν όλα τα διαθέσιμα μοριακά δεδομένα με τα στοιχεία των πραγματικών ασθενειών, ώστε να μπορούμε να δούμε τις αιτίες της νόσου. Και αυτό είναι δυνατό χωρίς να απαιτούνται γενετικά δεδομένα από τον ασθενή “.
Ένα από τα κύρια συμπεράσματα της μελέτης είναι ότι οι ασθένειες προκαλούνται συνήθως από εντελώς γενετικούς ή εξ ολοκλήρου περιβαλλοντικούς παράγοντες. Είναι σπάνιο για μια νόσο να προκαλείται και από τους δύο μηχανισμούς ταυτόχρονα. «Η καλύτερη κατανόηση των αιτιών της νόσου μας παρέχει ένα πολύ καλύτερο σημείο εκκίνησης για κάθε θεραπεία», εξηγεί ο Peter Klimek.