Wissenschaftler der Uniklinik Köln haben ein KI-System namens SPARK entwickelt, das neue Erkenntnisse in der Tumorforschung ermöglicht. Die Ergebnisse, die in ‚Nature Medicine‘ veröffentlicht wurden, zeigen vielversprechende Ansätze zur Präzisierung der Krebsdiagnose.
SPARK: Ein neues digitales Gehirn für die Pathologie
Ein Team von Forschenden aus der Uniklinik Köln hat mit SPARK (System of Pathology Agents for Research and Knowledge) ein innovatives, autonomes KI-System entwickelt. Die Digitale Transformation in der Pathologie hat das Potenzial, neue Perspektiven in der Krebsdiagnostik zu eröffnen. Im Gegensatz zu traditionellen KI-Anwendungen geht SPARK über simples Gewebesegmentieren hinaus und kann direkt biologische Hypothesen generieren und testen, ohne dass ein erneutes Training der Algorithmen erforderlich ist.
Analysen und Ergebnisse
In umfangreichen Studien, die Daten von mehr als 5.400 Patienten aus 18 unabhängigen Kohorten und fünf verschiedenen Tumorarten einbezogen, hat das Team unter der Leitung von Privatdozent Dr. Yuri Tolkach festgestellt, dass SPARK in der Lage ist, biologisch relevante Gewebemarker zu identifizieren. Diese sind entscheidend für den Krankheitsverlauf und die Reaktion auf Therapien. SPARK schafft die Möglichkeit, statische Gewebeschnitte zu nutzen, um die zeitliche Entwicklung von Tumoren besser zu verstehen und Mechanismen der Tumorprogression zu entschlüsseln.
„Durch SPARK können wir Diagnosen präzisieren und Therapieentscheidungen gezielter treffen. Besonders in der personalisierten Onkologie können Therapien umfassender an die biologischen Eigenschaften eines Tumors angepasst werden, was die Behandlungsergebnisse entscheidend verbessert“, erläutert Tolkach.
Ein benutzerfreundliches System
Ein wesentlicher Vorteil von SPARK ist die benutzerfreundliche Oberfläche, die es klinisch tätigen Ärzt*innen und Forschenden ermöglicht, ohne Programmierkenntnisse eigene Analyseansätze zu entwickeln. Trotz der vielversprechenden Erkenntnisse ist eine prospektive Validierung im klinischen Alltag notwendig, um die Technologie vollständig zu implementieren. Alle Methoden und Ergebnisse sind der wissenschaftlichen Gemeinschaft offen zugänglich, um die Weiterentwicklung der Pathologie anzuregen. „Wir möchten die Pathologie von einer eher beschreibenden Disziplin in eine datenbasierte, prädiktive Wissenschaft transformieren“, so Professor Dr. Reinhard Büttner, Direktor des Instituts für Allgemeine Pathologie und Pathologische Anatomie.
SPARK wurde durch das ehemalige Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMFTR) sowie im Rahmen des Projekts DigiPathConnect der EU gefördert. Forschungsdaten wurden zudem aus dem Nationalen Netzwerk Genomische Medizin Lungenkrebs unter der Schirmherrschaft der Deutschen Krebshilfe bereitgestellt und die Rechenleistung des RAMSES Hochleistungsrechners der Universität zu Köln genutzt.
