Mit künstlicher Intelligenz chronischen Entzündungen vorbeugen
Bewegungsmangel, einseitige Ernährung sowie arbeitsbedingter Stress und weitere Umweltfaktoren schädigen die Gesundheit und treiben nachweislich chronische Entzündungsprozesse voran. Diese wiederum führen zu Herz-Kreislauf-Erkrankungen, Adipositas, chronischen Nierenerkrankungen und Stoffwechselerkrankungen wie Typ-2-Diabetes. Mit dem EU-Projekt IMMEDIATE (Imminent Disease Prediction and Prevention at the Environment Host Interface) will ein internationales Forschungsteam unter der Leitung der Charité – Universitätsmedizin Berlin und des Max-Delbrück-Centrums für Molekulare Medizin in der Helmholtz-Gemeinschaft nun die Schlüsselfaktoren für chronische Entzündungen aufdecken und mittels künstlicher Intelligenz (KI) individuelle Präventionsstrategien entwickeln. Die Medizinische Klinik 4 – Nephrologie und Hypertensiologie (Direktor: Prof. Dr. Mario Schiffer) des Uniklinikums Erlangen der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) ist als eine von fünf Einrichtungen in Deutschland an dem umfassenden Forschungsprojekt beteiligt.
„Bei IMMEDIATE wertet die KI die Daten von drei bereits bestehenden großen prospektiven Studien aus“, erklärt Prof. Schiffer. „Unser Nachsorgeprogramm ‚NTx 360°‘ für nierentransplantierte Kinder, Jugendliche und Erwachsene ist eine dieser drei international ausgewählten Studien.“ Insgesamt arbeiten zwölf wissenschaftliche Einrichtungen in der Europäischen Union, in Großbritannien und Israel gemeinsam an IMMEDIATE, das mit einem Gesamtbudget von 6,2 Mio. Euro aus dem Rahmenprogramm ‚Horizon Europe‘ der EU vier Jahre lang gefördert wird.
Bei vorhersehbaren Erkrankungen intervenieren
Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler nehmen bei IMMEDIATE ungesunde Ernährungsgewohnheiten und deren Einfluss auf das Mikrobiom des menschlichen Darms ins Visier. Denn: Der Darm steuert die Regulierung von Entzündungsreaktionen, die sich durch eine Ernährungsumstellung positiv beeinflussen lassen. Bei IMMEDIATE wollen die Forschenden die entzündungsauslösenden Vorgänge auf der Achse zwischen Ernährung, Darm, Stoffwechsel und Immunsystem als entscheidende Schnittstelle für den Übergang zu einer Erkrankung untersuchen. Aus dem Wissen um die hier ablaufenden Mechanismen sollen Biomarker für die daraus resultierenden Erkrankungen definiert werden, um deren Vorhersagbarkeit zu ermöglichen.
Einsatz künstlicher Intelligenz
In den meisten Fällen reagieren Betroffene auf chronische Entzündungen erst dann, wenn sie klinische Symptome wahrnehmen und sich Funktionsstörungen an den Organen bereits manifestiert haben. Hier soll IMMEDIATE ansetzen und das KI-Potenzial für individuelle Präventionsmaßnahmen nutzen, bevor symptomatische Erkrankungen auftreten. Mittels modernster holistischer Analysetechnologien werden aus den umfangreichen Datensätzen und Bioproben von drei aktuellen Kohortenstudien Risikoprofile entwickelt, bei denen eine Umstellung der Lebensweise und der Ernährungsgewohnheiten entzündliche Erkrankungen verhindern kann.Wie erfolgreich so ein individueller Präventivansatz sein kann, zeigen die Ergebnisse des Nachsorgeprogramms „NTx 360°“, für das Prof. Schiffer im vergangenen Jahr mit dem Zukunftspreis der Deutschen Gesellschaft für Nephrologie e. V. ausgezeichnet wurde. „Durch die Interventionen von ‚NTx 360°‘ konnten wir für einen Großteil der nierentransplantierten Erwachsenen eine körperliche und mentale Lebensqualität erreichen, die mit der der deutschen Allgemeinbevölkerung vergleichbar ist“, freut sich der Nephrologe.
Präventive Gesundheits-Apps als Zielsetzung
Beim Forschungsprojekt IMMEDIATE soll die Genauigkeit der KI-Algorithmen durch eine Machbarkeitsstudie überprüft werden, die untersucht, inwiefern sich eine mikrobielle Intervention entzündungshemmend auswirkt. Die Teilnehmenden der Forschungsstudie werden aus dem Bereich der Gesundheitsberufe stammen, die einem anhaltenden Stresslevel unterworfen sind, wie ärztliches und pflegerisches Personal sowie Mitarbeitende von Rettungsdiensten. Zusätzlich sollen die Studienergebnisse dazu dienen, die vom IMMEDIATE-Konsortium entwickelten Apps für eine individuelle Verbesserung der Lebensweise zu optimieren, und damit alle Menschen unterstützen, die eigene Gesundheit proaktiv im Blick zu behalten. „Da sich Gesellschaft und Umwelt verändern, brauchen wir neuartige Präventionsstrategien, um gesund zu bleiben“, erklärt Prof. Dr. Friedemann Paul von der Charité – Universitätsmedizin Berlin, der das internationale IMMEDIATE-Projekt koordiniert.
