KI „durchschaut“ Zellen und erkennt Hunderte von „unsichtbaren“ Krebsmarkern

Das von der McGill University entwickelte künstliche Intelligenztool DOLPHIN kann subtile pathologische Marker erkennen, die tief in Zellen verborgen sind, und ermöglicht so eine frühere Diagnose und präzisere Behandlung von Krebs.

Das KI-Tool der McGill University kann subtile pathologische Marker erkennen, die tief in Zellen verborgen sind – Illustration: urologiasanrafael.com

Forscher der McGill University (Kanada) haben gerade ein neues Tool für künstliche Intelligenz (KI) entwickelt, das unsichtbare Krankheitsmarker in einzelnen Zellen erkennen kann und so die Aussicht auf eine frühere Diagnose und präzisere Behandlungsmöglichkeiten für Patienten eröffnet.

Das Tool namens DOLPHIN wird in einer Studie beschrieben, die in der Fachzeitschrift Nature Communications veröffentlicht wurde. Laut den Autoren könnte diese Methode Ärzten helfen, das „Versuch-und-Irrtum“-Prinzip bei der Behandlung zu reduzieren, indem für jeden Patienten die am besten geeignete Therapie ermittelt wird.

Krankheitsmarker treten häufig als subtile Veränderungen in der RNA-Expression auf, die das Vorhandensein, den Schweregrad oder das Ansprechen auf die Behandlung einer Krankheit widerspiegeln. Herkömmliche Analysemethoden fassen die Daten nur auf Genebene zusammen, wodurch viele wichtige Signale unentdeckt bleiben.

DOLPHIN verwendet KI, um im Detail zu analysieren, wie kleine Segmente, sogenannte Exons, miteinander verbunden sind, und deckt so übersehene genetische Marker auf.

„Gene sind nicht nur ein Baustein, sondern eher wie Legosteine, die aus vielen kleinen Teilen bestehen. Indem wir untersuchen, wie die Teile miteinander verbunden sind, deckt unser Tool wichtige Krankheitsmarker auf, die lange Zeit übersehen wurden“, sagte der Hauptautor Kailu Song, ein Doktorand.

In einer Studie analysierte DOLPHIN Einzelzelldaten von Patienten mit Bauchspeicheldrüsenkrebs und entdeckte mehr als 800 Krankheitsmarker, die mit herkömmlichen Methoden nicht erkannt wurden. Dadurch konnte das System Patienten mit aggressivem Hochrisikokrebs von Patienten mit weniger schweren Erkrankungen unterscheiden – eine wichtige Information, die Ärzten hilft, Behandlungspläne anzupassen.

Neben dem unmittelbaren Anwendungswert legt die Arbeit auch den Grundstein für das langfristige Ziel der Entwicklung virtueller Zellmodelle. Die detaillierten Einzelzellprofile, die DOLPHIN erstellt, können zur Simulation des Zellverhaltens und der Arzneimittelreaktion dienen, bevor Labor- oder klinische Studien durchgeführt werden. Dies spart erheblich Zeit und Kosten.

Der nächste Schritt, so das Team, werde darin bestehen, die Anwendung des Tools auf Millionen von Zellen auszuweiten und so in Zukunft genauere virtuelle Zellmodelle zu erstellen.

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VNA

Quelle: https://tuoitre.vn/ai-nhin-xuyen-te-bao-phat-hien-hang-tram-dau-an-ung-thu-vo-hinh-20251005202703229.htm