Das maligne Melanom, der schwarze Hautkrebs, ist eine der häufigsten Krebsarten. Die Zahl der Betroffenen steigt stetig. In einem von der IFB Hamburg geförderten Projekt haben die KI-Firma Mindpeak GmbH und das HpH Institut für Pathologie und Hämatopathologie Hamburg ein Modell entwickelt, das die Therapiemöglichkeiten erheblich verbessert und die Lebensqualität der Betroffenen erhöht.
Die Begeisterung ist Dr. med. Markus Tiemann anzuhören. „Ich bin seit 1988 im Geschäft“, erzählt der Pathologe und Gesellschafter des HpH-Instituts. „Bis vor kurzem hätte ich mir nicht vorstellen können, dass meine Augen nicht das erkennen, was die KI erkennt. Das ist schon beeindruckend, die aus dem Projekt erzielten Ergebnisse waren wegweisend.“
Die Software macht auf einen Blick sichtbar, was im Gewebe des Patienten vorgeht – und liefert damit die Grundlage für die bestmögliche Behandlung.
Tiemann spricht von „MelanomAIX“. Das Kürzel steht für „KI-gestützte Identifikation digitaler Biomarker unter Verwendung (sub)-visueller Informationen zur Vorhersage des Ansprechens auf eine medikamentöse Therapie beim malignen Melanom.“ Bislang analysieren Pathologen im Labor die Gewebeproben der Betroffenen und bestimmen durch Gensequenzierung das Mutationsprofil – ein aufwändiges, komplexes Verfahren, das nicht frei von Fehlern ist.
Lassen sich die molekulargenetischen Änderungen auch per KI erkennen, präziser als bisher? Darum ging es bei MelanomAIX – und um die Entwicklung einer Software, die auf Grundlage der Auswertung von Bilddaten und molekularen Daten den Therapieerfolg prognostiziert und personalisierte Behandlungsempfehlungen ermöglicht. „Die wahrscheinliche Wirksamkeit einer Immuntherapie kann man mit KI tatsächlich sehr gut ermitteln“, sagt Tiemann, die Rate zur KI-basierten Erkennung von Tumorgewebe betrug mehr als 90 Prozent. Zudem identifizierte das Team eine Tumormutation, die bei einem Teil der Patientinnen und Patienten, die mit Immuntherapiebehandelt wurden, besonders häufig war. Mit dieser Behandlungsform wird das körpereigene Immunsystem aktiviert, um Tumorzellen gezielt zu erkennen und zu vernichten.
Mit dem Projekt betraten Mindpeak und das HpH-Institut wissenschaftliches Neuland. Ein erster Prototyp für die KI-gestützte Analyse von Melanomen konnte erfolgreich entwickelt werden. Gleichzeitig zeigte das Projekt, wie aufwändig der Weg zu einer klinisch breit einsetzbaren KI ist. „Jetzt geht es darum, den Prototypen mit größeren und vielfältigen Datensätzen weiter zu trainieren und zu validieren. Nur so können wir sicherstellen, dass die KI auch über unterschiedliche Patientengruppen hinweg zuverlässig funktioniert", sagt Dr. Theresa Köhler von Mindpeak. Das erst 2018 gegründete Hamburger Unternehmen entwickelt KI-Technologien für die digitale Pathologie, die bisher verborgene Informationen aus Gewebeproben sichtbar machen. Damit unterstützt Mindpeak Pharmaunternehmen und Forschungseinrichtungen bei der Entwicklung neuer Biomarker und einer präziseren, personalisierten Medizin.
Bilddaten, genetische und klinische Daten werden kombiniert, um Patienten, die jeweils unterschiedliche Therapien benötigen, in verschiedene Gruppen einzuteilen.
Mit rund 800.000 Euro hat die IFB Hamburg MelanomAIX gefördert. „Ohne diese Unterstützung hätten wir das Projekt nicht durchführen können“, betont Markus Tiemann. „Die IFB Hamburg hat uns sehr unterstützt, auch bei der Antragstellung“. Das Geld stammt aus dem Programm PROFI Transfer, das innovative Forschungs- und Entwicklungsprojekte fördert, die neue Produkte, Verfahren oder Dienstleistungen zum Ziel haben. Die Höhe der Zuschüsse beträgt bis zu einer Millionen Euro.
Im HpH Institut für Pathologie und Hämatopathologie, mit sieben Standorten und 450 Mitarbeitenden eines der führenden Institute in Deutschland, haben die im Projekt gewonnenen Erkenntnisse bereits die klinische Routine verändert und verbessert. „Wir können es schaffen, die Welt der Melanom-Patienten lebenswerter zu machen, ganz ohne Chemotherapie“, ist Markus Tiemann überzeugt. „Diesem Traum sind wir mit MelanomAIX einen Riesenschritt nähergekommen.“