Microb-AI-ome startet durch

5. Juni 2023, von MIN-Dekanat

Foto: Microb-AI-ome

Im April fand in Hamburg das Kick-off-Meeting für das Horizon Europe Projekt Microb-AI-ome statt. Gastgeber der Veranstaltung war der Koordinator des Projekts, Prof. Dr. Jan Baumbach von der Universität Hamburg. Projektmitglieder aus fünf verschiedenen europäischen Ländern, die insgesamt acht Partnerorganisationen vertraten, nahmen an dem Treffen teil.

Was ist das Ziel von Microb-AI-ome?

Darmkrebs ist weltweit die zweithäufigste Krebsart. Die frühzeitige Erkennung von Darmkrebs verbessert jedoch die Prognosen und verringert somit die Krankheitslast für den Einzelnen und die Gesellschaft als Ganzes. Die derzeitigen Darmkrebs-Früherkennungsprogramme verwenden einen quantitativen fäkal-immunologischen Test (FIT) zur Vorhersage der Notwendigkeit einer Darmspiegelung zur Erkennung kolorektaler Läsionen, die auf Darmkrebs hinweisen. Der FIT hat jedoch eine hohe Falsch-positiv-Rate von über 37 Prozent, was zu vielen, unnötigen, unangenehmen, invasiven und kostspieligen Darmspiegelungen führt. Microb-AI-ome zielt darauf ab, diese falsch-positive Rate um 20 Prozent zu reduzieren, indem es die in unserem Stuhlmikrobiom verborgenen Informationen nutzt.

Was ist der Ansatz von Microb-AI-ome?

Künstliche Intelligenz (KI) und Maschinelles Lernen (ML) haben begonnen, den Weg für eine hochgradig personalisierte Medizin zu ebnen. Während die Zahl der identifizierten Assoziationen zwischen Mikrobiomprofilen und Darmkrebs in den letzten Jahren gestiegen ist, fehlen jedoch noch immer robuste KI-Modelle für eine personalisierte Vorhersage der Notwendigkeit einer Darmspiegelung. Die großen Datenmengen, die zum Trainieren solcher Modelle benötigt werden, sind über viele Repositories rund um den Globus verteilt, und Datenschutzbestimmungen behindern ihre effektive Integration. Mit Microb-AI-ome wird dieses Hindernis überwunden, indem das erste datenschutzfreundliche föderierte Big-Data-Netzwerk für die Darmkrebsforschung aufgebaut wird. Dazu werden isolierte nationale Datenbanken in ein internationales föderiertes Datenbanknetzwerk - und nicht in eine Cloud - integriert, dass die Metagenome von Stuhlmikrobiomen von zunächst mehr als 4.000 Personen enthalten wird, die auf Darmkrebs untersucht wurden. Bis 2026 soll die Datenbank voraussichtlich 100.000 Einträge umfassen. Microb-AI-ome stellt sicher, dass keine sensiblen Patientendaten den sicheren Hafen der lokalen Datenbanken verlassen, und ermöglicht gleichzeitig das Training robuster KI-Modelle, deren Nutzen in der klinischen Praxis demonstriert werden soll, damit die Regulierungsbehörden evidenzbasierte Leitlinien verabschieden können.

Für den Erfolg gebaut: Die Struktur von Microb-AI-ome

Das Projekt Microb-AI-ome ist in sechs Kernbereiche unterteilt: (1) Schaffung eines föderierten Datenbanknetzwerks für internationale Darmkrebs-Daten; (2) Datenerfassung und -verwaltung; (3) Entwicklung föderierter KI-Modelle; (4) Anwendung und Validierung föderierter KI-Modelle; (5) Erstellung evidenzbasierter Leitlinien; und schließlich (6) rechtliche und ethische Bewertung. Arbeitspakete, die sich mit der Nutzung, Verbreitung und Kommunikation sowie dem Projektmanagement befassen, bilden eine Stütze, die die erfolgreiche Durchführung des Projekts ermöglicht und die Nachhaltigkeit über die Projektlaufzeit hinaus sicherstellt.

Das Konsortium besteht aus den folgenden europäischen Partnern:

UNIVERSITÄT HAMBURG, Deutschland (koordinierende Einrichtung)
UNIVERSITY COLLEGE CORK, Irland
GNOME DESIGN SRL, Rumänien
TP21 GMBH, Deutschland
RESEARCH INSTITUTE AG & CO KG, Österreich
INSTITUT NATIONAL DE RECHERCHE POUR L'AGRICULTURE, L'ALIMENTATION ET L'ENVIRONNEMENT, Frankreich
ASSISTANCE PUBLIQUE HOPITAUX DE PARIS, Frankreich
MATER MISERICORDIAE UNIVERSITÄTSHOSPITAL, Irland

Das Microb-AI-ome-Konsortium vereint Fachwissen in den Bereichen Darmkrebs und deren Behandlung, Mikrobiomik, künstliche Intelligenz, Softwareentwicklung und Schutz der Privatsphäre, um die Lücke zwischen Datenschutz und Big Data in der internationalen medizinischen Forschung zu schließen.

Dieses Projekt wurde aus Mitteln des Forschungs- und Innovationsprogramms Horizon Europe der Europäischen Union unter der Finanzhilfevereinbarung Nr. 101079777 finanziert. Die Verantwortung für den Inhalt dieser Pressemitteilung trägt allein der Verfasser. Die Europäische Kommission haftet nicht für die weitere Verwendung der darin enthaltenen Angaben. Die Vervielfältigung ist unter Angabe der Quelle gestattet.