Gesundheitsindustrie BW

Intelligente Diagnostik - 09.02.2022

KI für Mehrwert in der digitalen Hautkrebsdiagnostik

Das Projekt „Intelligente Diagnostik“ bringt interdisziplinär die neuesten Technologien und Forschungsinstitute zusammen, um mithilfe innovativer Bildgebung und Künstlicher Intelligenz Ärztinnen und Ärzte besser bei der Hautkrebsdiagnostik zu unterstützen.

Bestimmten Formen von Lungenkrebs liegt eine Erbgut-Umlagerung im ALK-Gen zugrunde. In diesen Fällen kann eine Behandlung mit einem spezifischen zielgerichteten Medikament das Fortschreiten der Erkrankung aufhalten. Doch früher oder später entstehen Resistenzen gegen die Therapie.

Mit dem Fortschreiten einer Krebserkrankung verändern sich Tumorzellen kontinuierlich, so dass ein Tumor letztendlich aus einer Vielzahl unterschiedlicher Zellklone mit unterschiedlichen Eigenschaften besteht – man spricht von „Tumorheterogenität". Dabei entwickeln die Krebszellen vielfach Resistenz gegen die verfügbaren Therapien.

Therapieresistenz ist ein zentrales Problem in der Behandlung von Krebserkrankungen. Auch Knochen- und Weichteiltumoren von Jugendlichen und jungen Erwachsenen, so genannte Sarkome, sprechen oft nicht dauerhaft auf die Behandlung an. Ursache dafür ist, dass Krebszellen beim Fortschreiten der Erkrankung eine Vielzahl neuer Eigenschaften ausbilden und dabei oft auch eine Resistenz gegen ursprünglich wirksame Medikamente entwickeln.

rMSI-Technologie - 08.11.2021

Neue multispektrale Bildgebung verbessert die Möglichkeiten endoskopischer Tumorerkennung

Die Qualität minimalinvasiver Operationen hängt zu großen Teilen von den bildgebenden Eigenschaften der eingesetzte Endoskope ab. Die Mannheimer Firma Thericon GmbH hat eine multispektrale Bildgebungstechnologie entwickelt, die in Echtzeit die Ansichten aus mehreren Lichtkanälen überlagert und so ein detailliertes Bild erstellt, auf dem Tumore besser identifiziert werden können.

Nanoteilchen sind in unserer Umgebung allgegenwärtig: Viren in der Raumluft, Proteine im Körper, als Bausteine neuer Materialien etwa für die Elektronik oder in Oberflächenbeschichtungen. Wer die winzigen Partikel sichtbar machen will, hat ein Problem: Sie sind so klein, dass man sie unter einem optischen Mikroskop meist nicht sieht.

Wenn wir globale Herausforderungen lösen wollen, reichen die klassischen Lösungsansätze nicht aus. Biointelligenz, Biologische Werkzeuge und Technologien könnten zu Treibern für Innovationen in der Produktionstechnik von morgen werden. Die drei Fraunhofer-Institute IPA, IGB und IVV forschen an biointelligenten Robotern mit chemosensorischen Fähigkeiten.

Die Untersuchung im Kernspintomographen stört die Raumwahrnehmung gesunder Personen, berichten Tübinger Hirnforschende. Die Kernspintomographie – auch Magnetresonanztomographie (MRT) genannt – setzen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler gerne zur Untersuchung unseres Gehirns und seiner Funktionen ein.

Bei jeder Blutabnahme werden sie untersucht, um Informationen über physiologische Prozesse als eine Art »Wasserstandsmeldung« zu erhalten. Biomarker oder Surrogatparameter sind nicht nur wichtige Moleküle zur Diagnosestellung, sondern werden genauso zur Überwachung nach einer Erkrankung oder zur Früherkennung von Krankheiten eingesetzt. Forscher*innen und Mediziner*innen treffen sich hier an einem Schnittpunkt ihrer Arbeit.

Der Forschungsneubau „Multidimensionale Trauma-Wissenschaften“ der Universität Ulm für über 200 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler stärkt die Spitzenforschung im Land. Finanzminister Dr. Danyal Bayaz hat am Montag, 11. Oktober 2021, gemeinsam mit dem Amtschef des Wissenschaftsministeriums, Dr. Hans Reiter, den Grundstein für das neue Forschungsgebäude Multidimensionale Trauma-Wissenschaften (MTW) gelegt.

Mit der superauflösenden Mikroskopie gewinnen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler neue Einblicke in die Welt der Zellen und können nanometerkleine Strukturen im Zellinneren erkunden. Das Verfahren hat die Lichtmikroskopie revolutioniert und seinen Erfindern 2014 den Nobelpreis für Chemie eingebracht. Tübinger KI-Forscher haben in einem internationalen Projekt einen Algorithmus entwickelt, der diese Technologie wesentlich beschleunigt.

Unter der Konsortialführung des FZI Forschungszentrum Informatik haben Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des FZI gemeinsam mit vier Partnerinstituten aus der Innovationsallianz Baden-Württemberg (innBW) im Rahmen des Forschungsprojekts Intelligente Diagnostik die Möglichkeiten von bildgebenden Verfahren zur Hautkrebsdiagnostik mittels Künstlicher Intelligenz (KI) erforscht. Nun liegt der Abschlussbericht des Projekts vor.

PixelBiotech GmbH - 27.07.2021

Mit Cytogenetik und KI auf Spurensuche

Das Start-up PixelBiotech kombiniert Fluoreszenztechniken mit Künstlicher Intelligenz, um DNA und RNA in medizinischen Proben aufzuspüren. HuluFISH heißt die Methode, die unzählige Anwendungsmöglichkeiten zulässt – angefangen vom Nachweis von Virusinfektionen wie COVID-19 oder der Afrikanischen Schweinegrippe bis hin zur Qualitätskontrolle gen- und immuntherapeutischer Verfahren in der Krebsmedizin.

Wissenschaftler vom EMBL und vom DKFZ stellen eine neue Methode vor, um Stoffwechselprofile einzelner Zellen zu erstellen. Mit dem Verfahren, das Fluoreszenzmikroskopie und eine bestimmte Form der Massenspektroskopie kombiniert, können pro Stunde über hundert Stoffwechselprodukte und Lipide von mehr als tausend individuellen Zellen analysiert werden.

Die Studienambulanz für Klinische Schmerzforschung wurde am Universitätsklinikum Heidelberg eröffnet. Unter dem Motto „Forschen für und mit Patienten“ werden Betroffene zukünftig stärker an der klinischen Schmerzforschung beteiligt, um eine Anlaufstelle für verschiedene nicht-medikamentöse Schmerzstudien zu bilden. Für die neue Studie „PerPAIN“ zu personalisierter Schmerztherapie werden noch Teilnehmer gesucht.

Die Präklinische Bildgebung und Radiopharmazie des Universitätsklinikums Tübingen und ImaginAb, ein weltweit führendes US-amerikanisches Biotech-Unternehmen, kooperieren auf dem Gebiet der Krebsimmuntherapie. Die Zusammenarbeit sieht vor, dass ImaginAb dem Universitätsklinikum Tübingen seine CD8 ImmunoPET Substanz zur Verfügung stellt.

Die Präklinische Bildgebung und Radiopharmazie des Universitätsklinikums Tübingen und ImaginAb kooperieren auf dem Gebiet der Krebsimmuntherapie. Die Zusammenarbeit sieht vor, dass ImaginAb seine CD8 ImmunoPET Substanz zur Verfügung stellt. Diese sog. CD8-Minibodies werden dann zur Darstellung einer Gruppe von Immunzellen markiert und für klinische Studien zur Visualisierung von zytotoxischen CD8+-T-Zellen europaweit zur Verfügung gestellt.

Verbundprojekt der Universitätsklinika Freiburg, Tübingen und Mannheim unterstützt von der Landesagentur BIOPRO Baden-Württemberg wird vom Ministerium für Wirtschaft, Arbeit und Wohnungsbau des Landes Baden-Württemberg mit fünf Millionen Euro gefördert.

Wie gelingt es Viren, in menschliche Zellen einzudringen? Welche zellulären Mechanismen machen sie sich zunutze, um sich zu vermehren, und wie verändern sie die Struktur ihrer Wirtszelle? Diesen Fragen widmet sich ein Forschungsprojekt mit dem Titel „Compact Cell-Imaging Device“. Für die Erforschung von viralen Erkrankungen soll ein geeignetes Verfahren der Zellbildgebung für die breite Anwendung in der Medizinforschung erschlossen werden.

Für Menschen mit geschwächtem Immunsystem stellt die invasive pulmonale Aspergillose, eine große Gefahr dar. Die Diagnose der Infektion ist oft schwierig und die hochinvasiven Verfahren unangenehm für die geschwächten Patienten. Auf der Suche nach einem Diagnostikverfahren hat das Universitätsklinikum Tübingen gemeinsam mit der Universität Duisburg-Essen und der Universität Exeter ein neues Antikörper-gesteuertes Bildgebungsverfahren untersucht.

Spielen BMMFs, die neuartigen infektiösen Erreger, die in Milchprodukten und Rinderseren gefunden wurden, bei der Entstehung von Darmkrebs eine Rolle? Wissenschaftler wiesen die Erreger bei Darmkrebspatienten in unmittelbarer Nähe der Tumoren nach. Die Forscher zeigen, dass die BMMFs dort lokale chronische Entzündungen auslösen, die über aktivierte Sauerstoffmoleküle Mutationen auslösen und damit langfristig die Krebsentstehung fördern können.

Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern der Universität Konstanz und der Freien Universität Amsterdam gelingt in Zusammenarbeit mit dem Entwicklungsteam des Unternehmens Bruker BioSpin erstmals der direkte, spektroskopische Nachweis der Bindung des „Parkinson-Proteins“ α-Synuclein an Lipidmembranen in der Zelle.

Wissenschaftlern des Zentrums für Infektiologie am Universitätsklinikum Heidelberg und des Europäischen Laboratoriums für Molekularbiologie in Heidelberg ist es erstmals gelungen, das HI-Virus beim Transport in den Kern der infizierten Zelle abzubilden. Die elektronentomografischen Aufnahmen zeigen: Die Protein-Hülle des Virus passiert die Kernpore als Ganzes und zerbricht erst im Inneren des Zellkerns, wo es die Virus-Erbinformation freisetzt.

Wissenschaftler unter der Federführung des Universitätsklinikums Heidelberg werteten verschiedene Methoden des Maschinellen Lernens aus: Ein Algorithmus sagt die Tumorrückbildung nach Chemotherapie genauer voraus als Gewebeprobe und Bildgebung alleine. Das Langfristiges Ziel ist es, unnötige Brustoperationen zu vermeiden.

Überall wo bildgebende Diagnostik zum Einsatz kommt, werden zunehmend Methoden der künstlichen Intelligenz (KI) eingesetzt. Heidelberger Wissenschaftler des Deutschen Krebsforschungszentrums (DKFZ), der Universitäts-Hautklinik und am Nationalen Centrum für Tumorerkrankungen (NCT) Heidelberg haben die Zuverlässigkeit von lernfähigen Algorithmen zur Unterscheidung von schwarzem Hautkrebs und gutartigen Muttermalen überprüft.