Ein großes internationales Projekt namens ENDOTARGET hat sich zum Ziel gesetzt, die Ursachen von Entzündungen bei Arthritis zu erforschen. Die SIB spielt dabei eine entscheidende Rolle, indem sie das Datenmanagement koordiniert, die Qualität und Harmonisierung der Datensätze sicherstellt und ein KI-gestütztes Tool entwickelt, mit dem sich vorhersagen lässt, welche Patienten wahrscheinlich schwerere Formen der Erkrankung entwickeln werden. Diese Initiative, die in diesem Monat startet, wurde von der Europäischen Union und dem Staatssekretariat für Bildung, Forschung und Innovation (SBFI) mit Fördermitteln ausgestattet.
Von der Darmflora über Entzündungen bis hin zu Arthritis
Chronische Entzündungen sind ein wesentlicher Auslöser für Krankheiten wie Arthritis. Bei rheumatoider Arthritis führen sie zu starken Schmerzen in den Gelenken, die sich bis zu einem schweren Stadium entwickeln und sogar innere Organe befallen können. Zwar gibt es derzeit keine Heilung für diese Krankheit, doch ist es wahrscheinlich, dass Faktoren, die den Körper in einen entzündungsanfälligen Zustand versetzen, wie beispielsweise eine systemische Endotoxämie (siehe Kasten), eine Rolle spielen. ENDOTARGET unter der Leitung des HUS Helsinki University Hospital bringt Wissenschaftler des SIB mit Kooperationspartnern in Finnland, Deutschland und Estland zusammen. Es werden Daten aus mehreren großen Patientenkohorten gesammelt, um die Rolle der systemischen Endotoxämie, der Darmmikrobiota und der Darmpermeabilität bei entzündlichen Erkrankungen zu untersuchen.
Was ist systemische Endotoxämie?
Endotoxine sind große Moleküle, die in den Zellwänden vieler Bakterien vorkommen, darunter auch viele in der Darmflora. Unter Stress, z. B. durch eine fettreiche Ernährung, kann die normalerweise starke Integrität der Darmwand beeinträchtigt werden, was zu einer erhöhten Durchlässigkeit des Darms oder einem „undichten Darm“ führt. Endotoxine können dann in den Blutkreislauf gelangen, Immunzellen aktivieren und Proteine freisetzen, die Entzündungen auslösen. Dies ist eine systemische Endotoxämie.
Ein KI-basiertes Tool zur Vorhersage schwerer Arthritis
Es wird ein Prognosetool entwickelt, das diese Daten kombiniert, um Patienten zu identifizieren, bei denen das Risiko besteht, an Arthritis oder schweren Formen der Erkrankung zu erkranken. Dadurch können weitere Erkenntnisse über die Ursachen chronischer Entzündungen und die Rolle der systemischen Endotoxämie gewonnen werden. Personen mit einem erhöhten Risiko würden ausgewählt, um ihren Lebensstil oder andere Faktoren zu ändern und so ihre Lebensqualität zu verbessern, beispielsweise durch eine Umstellung ihrer Ernährung. Zur Entwicklung des Tools wird die Vital-IT-Gruppe von SIB unter der Leitung von Mark Ibberson mit Gruppen wie NEC Laboratories Europe GmbH (Deutschland) zusammenarbeiten, um mithilfe von maschinellem Lernen und künstlicher Intelligenz Vorhersagemodelle zu erstellen.
Modernste Fachkenntnisse im Datenmanagement
Da die Datensätze aus zellulären molekularen Funktionsstudien, klinischen Studien und Ernährungsinterventionen erstellt werden, erfordert die Vielzahl der gemessenen Parameter ein hohes Maß an Fachwissen für die Verwaltung der Daten. Hier kommt das einzigartige Know-how der Datenwissenschaftler von SIB ins Spiel. „Die Tiefe dieser Daten ist enorm und sollte uns neue Entdeckungen ermöglichen, die bisher nicht möglich waren. Die Harmonisierung der Datensätze ist jedoch entscheidend für den Erfolg, damit Forscher eine höhere statistische Aussagekraft in ihren Analysen erreichen und ihre Ergebnisse über mehrere Studien hinweg validieren können“, sagt Mark Ibberson.
