Mit Künstlicher Intelligenz Krebs erspähen: Cancer Scout

Jeder personalisierten Krebstherapie geht eine molekulare Testung des Tumors voraus. Sie ist sehr aufwendig und wird daher noch nicht flächendeckend eingesetzt. Das Projekt Cancer Scout will das mithilfe von Künstlicher Intelligenz (KI) ändern.

Krebs muss nicht mehr entsprechend des Organs behandelt werden, in dem er auftritt. Es gibt nicht mehr die eine Therapie für alle Patientinnen und Patienten mit Brustkrebs und eine andere für alle Menschen mit Lungenkrebs; dieser medizinische Ansatz gilt inzwischen als überholt. Stattdessen werden die Ursachen, genauer gesagt die zugrundeliegenden Veränderungen des individuellen Tumors, zielgerichtet bekämpft.

Therapierelevante Merkmale des Tumors kennen

Das geht nur, wenn man den Tumor genau kennt und auch erkennt. Wie setzt er sich zusammen? Wie wächst er? Wie verändert sich beispielsweise sein Stoffwechsel und wie entzieht er sich den körpereigenen Kontrollmechanismen wie dem Immunsystem? Durch eine entsprechende Testung kann das herausgefunden, der Tumor einer molekularen Subgruppe zugeordnet und damit ein passgenaues Medikament gewählt werden, das genau seine Schwachstelle angreift. Die molekulare Testung ist aufwendig und wird derzeit vor allem von Pathologinnen und Pathologen durchgeführt. Mit dem aktuell nötigen personellen und finanziellen Aufwand kann sie nicht flächendeckend eingesetzt werden.

Digitale Biopsie

Hier setzt das Analyseverfahren Cancer Scout an: Noch bevor eine eingehende Testung vorgenommen wird, können durch den Einsatz von Künstlicher Intelligenz Gewebeproben des Tumors digital analysiert und dadurch vorhergesagt werden, ob Merkmale des Tumors vorliegen, die sich durch eine auf ihn abgestimmte (personalisierte) Therapie angreifen ließen. Fälle, bei denen das Verfahren mit hoher Wahrscheinlichkeit therapierelevante Veränderungen vorhersagt, können anschließend im Labor getestet werden, um die Vorhersage zu bestätigen.
Diese kosten- und personalschonende „digitale Biopsie“ befindet sich bis Ende 2022 in der Entwicklung und hat das Potenzial, allen Patientinnen und Patienten den Zugang zur personalisierten Krebsmedizin zu eröffnen.

Grafische Darstellung des Cancer Scout-Prinzips

Darstellung des Cancer Scout-Analyseverfahrens: Unterschiedliche therapierelevante molekulare Veränderungen in „Tumor A und B“ werden durch digitale Analyse und Merkmalsextraktion (künstliche Intelligenz) an histologischen Schnittpräparaten der Tumore vorhergesagt. Die vorhergesagten Veränderungen führen nach ihrer Bestätigung im Labor zu unterschiedlichen „personalisierten" Krebstherapien.

Georg-August-Universität Göttingen

Bundesforschungsministerin Anja Karliczek hebt die Bedeutung von KI in der Krebsforschung hervor: "KI leistet bereits einen großen Beitrag, die Diagnostik in der Medizin zu verbessern. Tumorerkrankungen sind ein Anwendungsgebiet für KI in der Medizin, das in vielen Forschungsprojekten heraussticht. Mit der Nationalen Dekade gegen Krebs haben wir diesen Erkrankungen noch einmal besonders den Kampf angesagt. Angesichts der großen Vielfalt unterschiedlicher Krebsarten und -formen wollen wir Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler dabei unterstützen, die Chancen von KI für bessere diagnostische Methoden und therapeutische Behandlungen von Krebspatienten zu nutzen.“

Verbund von Wissenschaft und Wirtschaft

Im Projekt Cancer Scout arbeiten die Georg-August-Universität Göttingen und die Siemens Healthineers als Partner zusammen. Gefördert wird es vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) mit 9,6 Millionen Euro Fördervolumen im Rahmen der Fördermaßnahme „Medizintechnische Lösungen für eine digitale Gesundheitsversorgung“. Deren Ziel ist es, in Zusammenarbeit von Wirtschaft, Wissenschaft und Anwendern erfolgversprechende Produkt-, Prozess- oder Dienstleistungsinnovationen für eine digitale Gesundheitsversorgung zu initiieren, die sowohl die Patientenversorgung, als auch die Leistungsfähigkeit des Gesundheitssystems verbessern. Cancer Scout sei „ein gutes Beispiel dafür, wie Wissenschaft und Industrie zum Wohle der Menschen zusammenwirken“, betont Anja Karliczek.