FlowFATE: Neues Projekt nutzt KI zur Verbesserung der Therapiekontrolle bei Leukämie
Die Wirtschaftsagentur Wien fördert ein Forschungsprojekt von Margarita Maurer-Granofszky, Staff Scientist in der Forschungsgruppe von Michael Dworzak, zur Entwicklung einer verbesserten, KI-gestützten Leukämiediagnostik mittels Durchflusszytometrie.
Kurz Erklärt
-Selbst kleinste Mengen an Leukämiezellen im Blut von Patient zu erkennen, ist entscheidend, um den Therapieverlauf zu überwachen und die Behandlung entsprechend anzupassen.
-Dafür ist eine komplexe und zeitaufwendige Datenanalyse durch speziell geschulte Expert notwendig. Bereits kleine Unterschiede in der Auswertung können beeinflussen, welche Behandlung Patient erhalten.
-FlowFATE nutzt KI, um Wissenschaftler bei der Analyse dieser komplexen Daten zu unterstützen, Leukämiezellen leichter zu erkennen und fundiertere Entscheidungen zu treffen.
Bei Leukämien im Kindesalter hängen Therapieentscheidungen unter anderem davon ab, kleinste Mengen an Krebszellen nachzuweisen, die nach der Behandlung im Körper verbleiben. Diese sogenannte minimale Resterkrankung (Minimal Residual Disease, MRD) ist ein wichtiger Indikator dafür, wie gut die Therapie wirkt, und kann Ärzt dabei helfen, die Behandlung entsprechend anzupassen.
MRD kann mithilfe der Durchflusszytometrie bestimmt werden, einer hochsensitiven Technologie, mit der eine große Anzahl von Zellen in einzelnen Patientenproben analysiert werden kann. Die Herausforderung besteht darin, die wenigen verbliebenen Leukämiezellen unter Hunderttausenden gesunden Zellen zu identifizieren.
„Einige Hundert oder sogar nur zehn Leukämiezellen in einer so großen Zellpopulation zu erkennen, erfordert ein geschultes Auge und viel Erfahrung“, erklärt Margarita Maurer-Granofszky. „Wenn die Beurteilung von einer so geringen Anzahl an Zellen abhängt, können bereits kleine Unterschiede in der MRD-Analyse Therapieentscheidungen beeinflussen.“
KI verbessert die MRD-Datenanalyse
Die Forschungsgruppe von Michael Dworzak an der St. Anna Kinderkrebsforschung arbeitet seit Jahren daran, die Analyse mittels Durchflusszytometrie stärker zu standardisieren, reproduzierbarer zu machen und die Abhängigkeit von der individuellen Beurteilung zu reduzieren. Im neuen Projekt FlowFATE, das im Rahmen der Förderausschreibung Tech4People der Wirtschaftsagentur Wien unterstützt wird, möchte das Team ein KI-basiertes Tool entwickeln, das Leukämiezellen in durchflusszytometrischen Daten automatisch erkennen kann.
„Dieses Projekt baut auf unserer langjährigen Expertise im Bereich der automatisierten Diagnostik auf“, erklärt Michael Dworzak. „Gemeinsam mit Kooperationspartner an der Technischen Universität Wien kombinieren wir umfangreiche, aus Patientenproben gewonnene Durchflusszytometrie-Daten mit modernen KI-Modellen. Unser Ziel ist es, ein robustes automatisiertes Tool zur Bestimmung der MRD bei Kindern mit Leukämie zu entwickeln.“
Die Technologie könnte eine zeitaufwendige Analyse, die derzeit ein hohes Maß an Expertise erfordert, in einen stärker standardisierten und automatisierten Prozess überführen. Indem FlowFATE die Reproduzierbarkeit verbessert und eine präzise MRD-Bestimmung unterstützt, könnte das Projekt Ärzt dabei helfen, fundierte Therapieentscheidungen zu treffen und so für jede Patientin und jeden Patienten eine möglichst präzise Behandlung zu ermöglichen.
Das Projekt könnte darüber hinaus auch Anwendungsmöglichkeiten außerhalb von Leukämien im Kindesalter eröffnen. „Wir möchten ein Modell entwickeln, das künftig auch für andere Anwendungen der Durchflusszytometrie angepasst werden kann“, sagt Margarita Maurer-Granofszky. „Durch die Anpassung an unterschiedliche Fragestellungen könnte FlowFATE Wissenschaftler und Ärzt dabei unterstützen, weitere relevante Zellpopulationen in durchflusszytometrischen Daten zu identifizieren und die automatisierte Analyse möglicherweise auch auf andere Erkrankungen auszuweiten.
Über Tech4People
Tech4People ist ein Förderprogramm der Wirtschaftsagentur Wien, das Forschungs- und Entwicklungsprojekte unterstützt, die digitale Technologie mit menschenzentrierten und ethischen Werten verbinden. Das Programm gewährt umfangreiche Förderungen für anwendungsorientierte Forschung und experimentelle Entwicklung. Im Mittelpunkt stehen die Entwicklung und Verbesserung von Produkten, Dienstleistungen oder Prozessen, bei denen sich die Technologie am Menschen orientiert – und nicht der Mensch an der Technologie.
