Die Wissenschaftler:innen des Pathologischen Instituts (Direktor: Prof. Dr. med. Arndt Hartmann) des Uni-Klinikums Erlangen arbeiten seit Kurzem mit dem französisch-amerikanischen Start-up Owkin zusammen, um mithilfe von Künstlicher Intelligenz (KI) eine individuell auf den:die Patient:in zugeschnittene Krebstherapie zu entwickeln. In gemeinsamen Projekten sollen KI-Modelle zur Verbesserung der Diagnose von muskelinvasivem Blasenkrebs entwickelt werden – einer aggressiven Form von Blasenkrebs, die in den umgebenden Muskel einwächst und deswegen schwer zu behandeln ist.
Während die Prävalenz von Blasenkrebs zurückgegangen ist, hat sich die Sterblichkeitsrate für diese Krankheit in den vergangenen Jahren kaum verändert. Zwar wurden in vergangenen Jahren neue Behandlungsmethoden entwickelt, doch sind diese auf Patient:innen mit nachgewiesenen Mutationen bestimmter Gene – FGFR3 oder FGFR2 – beschränkt. Der Grund für Erfolg oder Misserfolg der Behandlung ist noch nicht vollständig geklärt.
„Jedes Jahr bekommen 35.000[1] Menschen in Deutschland die Diagnose Blasenkrebs. Wir hoffen, dass die neuen KI-Modelle, die wir gemeinsam mit Owkin entwickeln, dazu beitragen, die Sterblichkeitsrate bei Blasenkrebs in Deutschland zu senken“, sagt Dr. med. Markus Eckstein, Advanced Clinician Scientist am Pathologischen Institut des Universitätsklinikums Erlangen. ([1] https://gco.iarc.fr/today/data/factshe ... 6-germany-fact-sheets.pdf)
Dr. med. Markus Eckstein, Advanced Clinician Scientist am Pathologischen Institut des Universitätsklinikums Erlangen
Konkret arbeiten der Erlanger Wissenschaftler und sein Team mit Owkin an zwei KI-Modellen: Eines soll das Verständnis verbessern, warum Patient:innen ganz unterschiedlich auf Behandlungen ansprechen. Das andere Modell soll Patholog:innen dabei unterstützen, einfacher und schneller zu erkennen, welche Patient:innen für welche Behandlungsmethode infrage kommen. Dazu gehört etwa die Klärung der Fragen, ob sich mithilfe von KI immunologische Phänotypen vorhersagen lassen. Ziel ist es, zukünftig auf Basis von KI Tumore schneller zu klassifizieren und die Therapie von Patient:innen signifikant zu verbessern.
„Alle unsere Forschungsbemühungen beginnen mit der Frage: Warum sprechen manche Krebspatient:innen gut auf bestimmte Behandlungen an und andere nicht?“ sagt Dr. Thomas Clozel, Mitbegründer und CEO von Owkin. „Wir glauben, dass die Analyse von Patientendaten in großem Maßstab mit modernsten KI-Tools der Weg zur Lösung dieser Herausforderung ist. Dafür arbeiten wir auch mit Forschern aus ganz Deutschland zusammen, um die neusten KI-Innovationen zu nutzen und so die nächsten medizinischen Durchbrüche für Ärzt:innen und Patient:innen zu ermöglichen.“
Kollaborativ und mit Daten aus der ganzen Welt
Owkin nutzt seine Technologie, um die Entwicklung neuer Arzneimittel und Behandlungen zu beschleunigen sowie Diagnoseinstrumente zu entwickeln, die die Ergebnisse für Patient:innen hinsichtlich der Wirksamkeit von Therapien und Medikamenten verbessern. Eine Technik bei der Owkin weltweit eine führende Rolle im Bereich des Machine Learning einnimmt, ist das sogenannte Föderale Lernen. Es ermöglicht das Training hochwertiger Modelle auf Daten, die über mehrere unabhängige Zentren verteilt sind. Das Unternehmen entwickelte auf dieser Basis seine Plattform Owkin Connect – eine vollständig DSGVO- und HIPAA (Health Insurance Portability and Accountability Act)-konforme Lösung für die Durchführung von Data-Science-Projekten mit anonymisierten oder pseudonymisierten Patientendaten. Patientendaten werden niemals weitergegeben, sondern die Algorithmen und Vorhersagemodelle ausschließlich sowie über sichere Kanäle zwischen den teilnehmenden Zentren ausgetauscht. Die Daten-Pools sind zudem lediglich für die Dauer der Modellentwicklung verfügbar. Das bedeutet, jedes einzelne Krankenhaus und Forschungszentrum behält die volle Kontrolle darüber, was mit den Daten gemacht wird und gibt sie nicht aus der Hand.
Das interdisziplinäre Team bei Owkin aus Mediziner:innen, Datenanalyst:innen und Datenwissenschaftler:innen konzentriert sich aktuell auf acht Indikationen in der Onkologie; hierbei insbesondere auf Subtypen, die besonders schwierig zu behandeln sind und bei denen in den vergangenen zehn Jahren keine wesentlichen Fortschritte erzielt wurden, zum Beispiel beim dreifach-negativen Brustkrebs, beim multiplen Myelom oder muskelinvasivem Blasenkrebs. Die weiteren Indikationen sind: Lungenkrebs, Mesotheliom, Eierstockkrebs, diffus großzelliges B-Zell-Lymphom und das Glioblastom. Hier hat KI das Potenzial, komplexe Abhängigkeiten zu entdecken, die mit Standardansätzen nur schwer bis gar nicht erfasst werden können.
„Künstliche Intelligenz kann uns in der Krebsforschung enorm helfen“, unterstreicht Professor Dr. med. Jakob Nikolas Kather vom Else Kröner Fresenius Center for Digital Health an der TU Dresden und Experte auf dem Gebiet der Digitalisierung und der künstlichen Intelligenz in der Medizin. „Deep-Learning-Systeme können beispielsweise die Auswertung und die Interpretation von komplexen pathologischen Bilddaten verbessern, weil sie anhand der Bilder genetische Veränderungen von Tumoren vorhersagen können. Dies könnte in der Zukunft bei der Auswahl geeigneter Therapien für unsere Patientinnen und Patienten helfen.“
Über Owkin:
Owkin ist ein französisch-amerikanisches Start-up, das 2016 von Dr. Thomas Clozel, ein Arzt für klinische Forschung und ehemaliger Assistenzprofessor für klinische Onko-Hämatologie, und Gilles Wainrib, einem Pionier auf dem Gebiet des Machine Learning in der Biologie, gegründet wurde. Das Unternehmen nutzt Künstliche Intelligenz und Machine Learning, um die Medikamentenentwicklung zu verbessern und zu beschleunigen sowie zusätzliche Diagnoseinstrumente zu entwickeln. Ziel ist es, für jede:n Patient:in die richtige Behandlung zu finden, angefangen beim Kampf gegen Krebs. Seit seiner Gründung hat das Unternehmen insgesamt schon mehr als 255 Millionen US-Dollar an Investitionsgeldern eingesammelt. Im November 2021 investierte das französische Pharmaunternehmen Sanofi 180 Millionen US-Dollar in das Start-up und machte Owkin zu einem „Unicorn“ – einem Start-up-Unternehmen mit einem Wert von mehr als einer Milliarde US-Dollar. Owkin arbeitet weltweit mit akademischen Forschungspartnern und führenden Pharmaunternehmen wie u.a. Sanofi, Amgen und Janssen Pharmaceutica zusammen. Owkin hat seine Forschungsergebnisse unter anderem in den wissenschaftlichen Fachzeitschriften „Nature Medicine“, „Nature Communications“ und „Hepatology“ veröffentlicht. www.owkin.com/de-DE
Universitätsklinikum Erlangen
Das Universitätsklinikum Erlangen umfasst mit seinen 50 Kliniken, selbstständigen Abteilungen und Instituten alle Bereiche der modernen Medizin. Die Gebäude des Uni-Klinikums beherbergen mehr als 1.300 Betten; im Jahr 2021 wurden hier 58.404 Patient:innen stationär sowie 557.596 Personen ambulant behandelt. Patientenversorgung, Forschung und Lehre sind am Uni-Klinikum Erlangen auf modernstem Niveau miteinander verknüpft. Patient:innen profitieren von neuesten Behandlungsmethoden, die in vielen Fällen andernorts noch nicht zur Verfügung stehen. Umfassende Qualitätssicherungssysteme sorgen vom Empfang bis zur Entlassung für eine optimale Versorgung. Dafür engagieren sich 9.438 Mitarbeitende in fachübergreifenden Teams. Alle haben ein gemeinsames Ziel: Leiden zu lindern und Krankheiten zu heilen.
Foto: Pathologie - Uniklinik Erlangen
Quelle: TytoPR
