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Künstliche Intelligenz, Big Data und maschinelles Lernen: Wer diese Schlagworte hört, denkt vielleicht zunächst an IT. An intelligente Fabriken, Roboter in der Fertigung und freundlich sonore Stimmen, die uns im Kundenservice begrüßen. Aber denken wir an die Medizin – oder gar die Krebsforschung – eine der letzten Festungen der klassischen Naturwissenschaft?
Die Antwort ist oftmals nein – dabei sollten wir das definitiv. Ohne entsprechende Technologien zum Sammeln, Verarbeiten und Auswerten großer Datenmengen wären die enormen Fortschritte, die etwa in der Krebsforschung und -versorgung in den vergangenen Jahren gemacht wurden, nicht möglich gewesen. Digitalisierung ist damit in diesem Bereich wichtige Voraussetzung – sowohl für die Grundlagenforschung für den Klinikalltag, als auch für die Entwicklung gezielter Ansätze zur Krebsbehandlung, damit Patient:innen individuell die für sie beste Therapie zum richtigen Zeitpunkt erhalten können.
Auch wenn die Diagnose feststeht und klar ist, mit welchem Krebs man es zu tun hat, kommen Daten zum Tragen: Das Wissen über Krebserkrankungen und die Anzahl individualisierter Behandlungsoptionen wird dank fortlaufender Forschung immer größer – es ist allerdings beinahe unmöglich, dies zeitnah in Therapieleitlinien widerzuspiegeln. Hier braucht es Anwendungen, die auf künstlicher Intelligenz (KI) basieren und somit in der Lage sind, riesige Datenmengen zu verarbeiten und die notwendigen Schlüsse zu ziehen. Ebenso können KI-Anwendungen dabei unterstützen, Daten zur Lebensweise, zu Umweltfaktoren und zu den Bedürfnissen des/der Patient:in zu sammeln und zu strukturieren.
Die gemeinsam von der Klinik für Hämatologie, Zelltherapie und Hämostaseologie des Leipziger Universitätsklinikums sowie des Innovation Center Computer Assisted Surgery Leipzig mit Unterstützung von Janssen Deutschland aktuell in Entwicklung befindliche KI-basierte digitale Plattform KAIT (Knowledge-Driven and Artificial Intelligence-Based Platform for Therapy Decision Support in Hematology) setzt genau hier an: Auf Basis der Analyse patient:innenindividueller Eigenschaften – angefangen beim allgemeinen Gesundheitszustand, über Laborbefunde bis hin zur genetischen Zusammensetzung des Tumors – kann KAIT Ärzt:innen wertvolle Unterstützung bei der therapeutischen Entscheidungsfindung geben.
Diese Art der Präzisionsmedizin, oft auch unter den Begriffen „personalisierte“ oder „individualisierte“ Medizin bekannt, rückt insbesondere in der Krebsversorgung immer stärker in den Fokus. Sie beruht auf spezifischem Wissen über den jeweiligen Tumor, seine Ursachen und Entstehungsprozesse, aber auch auf Informationen über die Patient:innen und deren Umwelt, ihre Lebensweise und Bedürfnisse.
Die Entschlüsselung des menschlichen Genoms im Jahr 2000 und das Wissen um molekulare Merkmale hat die Art, wie wir Krebs verstehen und behandeln, völlig verändert: Krebs wird heute als Erkrankung verstanden, deren Ursache maßgeblich in den Genen liegt. 13,2 Milliarden Basenpaare: Allein diese unglaubliche Zahl legt nahe, dass es in der Präzisionsmedizin besonderer Technologie bedarf, die in der Lage ist, eine so große Menge an Daten zu speichern, zu verarbeiten und in Informationen übertragen zu können. Schließlich lassen sich erst mithilfe dieser Daten die Zusammenhänge über die Entstehung und das ̒Verhalten" von Krebs immer besser verstehen.
Heute wissen wir zum Beispiel, dass jeder Krebs anders ist – und auf unterschiedliche Behandlungsansätze besser oder schlechter reagiert. So konnten bereits bei verschiedenen Tumoren bestimmte Merkmale festgestellt werden, die für die Entstehung und die weitere Ausbreitung der Erkrankung verantwortlich sind. Eine Tatsache, die dazu geführt hat, dass die Medizin Krebs nicht mehr nur nach dem Ort im Körper, an dem er auftritt, unterscheidet. Vielmehr erfolgt die Einordnung zunehmend anhand von sogenannten Biomarkern.1
Die Konsequenz: Es gibt heute häufig nicht mehr „die eine“ Behandlung für alle Patient:innen. Im Gegenteil – die für die/den einzelne:n Patient:in passende Behandlung kann unter Berücksichtigung der individuellen Besonderheiten der Patient:innen und abhängig von den spezifischen Merkmalen des Tumors ausgewählt werden.
Biomarker bilden dabei auch den Schlüssel für die Entwicklung neuer, hochpräziser Behandlungsansätze in der Krebsmedizin. Denn dort stellen sie tumorspezifische Angriffspunkte dar. Da diese bei gesunden Zellen selten bis gar nicht vorkommen, sollten diese auch wenig bis keinen Schaden nehmen. Vor allem die Krebszellen gilt es, zielgerichtet zu zerstören.
Wichtige Voraussetzung für viele der präzisionsmedizinischen Therapien sind molekularbiologisch Tests. Mit diesen Tests, auf Basis von Blut- oder Gewebeproben, kann festgestellt werden, ob die Tumorzellen der Patient:innen das spezifische Zielmerkmal einer präzisen Therapie aufweisen. So ist es möglich, Vorhersagen zu treffen, ob die Betroffenen von der für sie ausgewählten Therapie profitieren könnten.
Ärzte und Ärztinnen sind dann in der Lage zu schauen, welche Behandlungskonzepte bei dieser Mutation in Frage kommen und, unter Berücksichtigung weiterer Faktoren, die individuell bestmögliche Therapie für die/den Patient:in aus zu wählen.
„Uns bei Janssen ist wichtig, dass Betroffene möglichst nur Medikamente bekommen, die ihnen auch helfen können, und nicht durch unnötige Behandlungen belastet werden. Deshalb entwickeln wir nicht nur immer präzisere Therapieoptionen, sondern identifizieren auch die beste begleitende Diagnosemöglichkeit dafür“, erklärt Dr. Ralf Angermund.
Um hier in Zukunft möglichst allen Betroffenen die für sie richtige Behandlung zum richtigen Zeitpunkt zukommen lassen zu können, arbeitet Janssen daran, verfügbare Testverfahren im Hinblick auf präzise wirkende Arzneimittel zu validieren. Ziel ist es, geeignete Teststandards dafür zu etablieren, welcher molekulare Test bei welcher Indikation mit Blick auf die verfügbaren Therapieoptionen am sinnvollsten eingesetzt ist. So soll sichergestellt werden, dass Patient:innen, die von einer Präzisionstherapie profitieren können, zuverlässig identifiziert werden.
Die Möglichkeiten der neuen Technologien für die Krebsmedizin sind dabei mit sogenannten personalisierten Therapien zum Stoppen bzw. Heilen einer Krebserkrankung noch längst nicht erschöpft: Das forschende Pharmaunternehmen Janssen sieht mit der stetigen Zunahme von wissenschaftlichen Erkenntnissen und innovativen Technologien eine Perspektive, Erkrankungen wie Krebs aufzuhalten, bevor erste Symptome auftreten. Dieser neue medizinische Ansatz heißt Disease Interception – oder im Falle von Krebs Cancer Interception.
Bei der frühzeitigen Erkennung der Krankheiten spielen auch Technologien, die große Datenmengen verarbeiten können, eine wichtige Rolle. Oft vergeht zwischen dem Beginn des Krankheitsprozesses und dem Auftreten erster Symptome eine lange Zeit – zum Teil sogar Jahre. Genau hier will Janssen ansetzen. Das Ziel ist es, krankmachende Prozesse mithilfe validierter Biomarker frühzeitig zu entdecken und durch eine gezielte medikamentöse Intervention aufzuhalten, zu verzögern oder sogar umzukehren, bevor klinische Symptome entstehen. Die Annahme: Eine genetische Veranlagung oder Umwelteinflüsse erhöhen das Erkrankungsrisiko. Mithilfe moderner Technologien zur Datenverarbeitung können entsprechende Parameter entdeckt, erfasst und ausgewertet werden, um so Patient:innen zu identifizieren, die einem erhöhten Erkrankungsrisiko ausgesetzt sind.
So groß das Potenzial der neuen Technologien gerade im Hinblick auf die Präzisionsmedizin und Cancer Interception ist, so gibt es auch zahlreiche Herausforderungen auf dem Weg zu einer breiten und effektiven Anwendung. Längst nicht überall gelingt es bisher, aufgrund begrenzter zeitlicher und finanzieller Ressourcen, Daten zu strukturieren und zu teilen. Auch das Thema Datenschutz spielt hier eine wichtige Rolle. Es braucht einheitliche Rahmenbedingungen, wie Daten strukturiert erfasst, gespeichert und analysiert werden. Zudem muss die Qualität, die Sicherheit und der Schutz der Daten jederzeit gewährleistet sein. Darüber hinaus ist eine stärker wertorientierte Gesundheitsversorgung essenziell. Mit dem Konzept der Value-based Healthcare setzt Janssen sich daher für ein Gesundheitssystem ein, das diagnostische Möglichkeiten weiterentwickelt, Krankheiten früh erkennt und individuelle Therapien für alle zugänglich macht.
Ein zusätzliches Problem: Die medizinische Versorgung von Betroffenen variiert regional sehr stark. Bisher ist es noch nicht möglich, Angebote der Präzisionsdiagnostik deutschlandweit zur Verfügung zu stellen und damit allen Patient:innen unabhängig von ihrem Wohnort zugänglich zu machen. Der Ruf nach onkologischen Fachzentren und Netzwerken, die sicherstellen, dass auch Patient:innen in weniger stark besiedelten Gebieten von aktuellstem Wissen und Innovationen profitieren können, wird daher immer lauter. Die Zentren sollen bei Rückfragen und Therapieabweichungen weniger stark spezialisierte Arztpraxen und Krankenhäuser unterstützen. Zudem sollen Daten aus dem Praxisalltag über die Ergebnisse der Therapien den Zentren zur Verfügung gestellt werden, damit diese in der weiteren Forschung genutzt werden können. Auch in der Prävention spielen solche Fachzentren eine wichtige Rolle, da hier Ressourcen gebündelt und Patient:innen in Form von laienverständlichen Informationen unterstützt werden.
Doch bereits heute gilt: Die Möglichkeiten, die wir in der Krebstherapie haben, kann vielen Patient:innen Zuversicht geben. Und die Chance auf ein langes, selbstbestimmtes Leben.
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Quelle:
1 ONKO Internetportal. Biomarker: Basis für die personalisierte Krebsmedizin. https://www.krebsgesellschaft.de/onko-internetportal/basis-informationen-krebs/basis-informationen-krebs-allgemeine-informationen/biomarker-basis-fuer-die-person.html, Abruf am 19.01.2023
Janssen-Cilag GmbH, EM-122075