Künstliche Intelligenz berechnet die Ausbreitung von Krebs-Tumoren

Alexander Stindt

KI könnte effektivere Behandlung von Krebs ermöglichen

Krebs ist eine tödliche Erkrankung, welche immer mehr Menschen auf der Welt betrifft. Forscher haben jetzt mit der Hilfe von künstlicher Intelligenz vorhergesagt, wie die Erkrankung voranschreitet und sich weiter ausbreitet. Dies könnte Ärzten zukünftig helfen, die effektivste Behandlung für jeden Patienten zu entwickeln.


Die Wissenschaftler des Institute of Cancer Research London (ICR) und der University of Edinburgh stellten bei ihrer aktuellen Untersuchung fest, dass mithilfe von künstlicher Intelligenz vorhergesagt werden kann, wie sich Krebs weiterentwickelt und ausbreitet. Die Mediziner veröffentlichten die Ergebnisse ihrer Studie in der englischsprachigen Fachzeitschrift „Nature Methods“.

Künstliche Intelligenz könnte die Behandlung von Krebs-Tumoren revolutionieren. (Bild: DOC RABE Media/fotolia.com)

KI kann zukünftige genetische Veränderungen vorhersagen

Die neu entwickelte Technik wird von den Experten als Revolver (Repeated Evolution of Cancer) bezeichnet. Durch sie werden Muster in der DNA-Mutation innerhalb von Krebserkrankungen identifiziert. Die Informationen können dann zur Vorhersage zukünftiger genetischer Veränderungen verwendet werden.

Die sich ständig verändernde Struktur von Tumoren ist eine der größten Herausforderungen bei der Behandlung von Krebs, erläutern die Experten. Wenn Ärzte jedoch vorhersagen könnten, wie sich ein Tumor entwickeln wird, könnten sie früher medizinisch eingreifen und den Krebs bei seinem Fortschritt zu stoppen, bevor dieser sich weiterentwickelt oder Resistenzen entwickeln kann. Dies würde die Überlebenschance der Patienten deutlich erhöhen.

Muster der Mutation von Tumoren können vorhergesagt werden

Das Forscherteam stellte auch eine Verbindung zwischen bestimmten Sequenzen von wiederholten Tumor-Mutationen und der Überlebenswahrscheinlichkeit fest. Dies legt nahe, dass sich wiederholende Muster von Mutationen der DNA als ein Indikator für die Prognose verwendet werden könnten, um die zukünftige Behandlung der Erkrankung zu gestalten. Die Mediziner entwickelten eine neue maschinelle Lernmethode, welche das Wissen über Tumore auf ähnlichen Patienten überträgt. Diese Methode identifiziert Muster in der Reihenfolge, in der genetische Mutationen in Tumoren auftreten, wobei das Muster der Mutation eines Tumors verwendet wird, um das Muster eines anderen Tumors vorherzusagen.

Proben von 178 Patienten wurden untersucht

Die Forscher verwendeten 768 Proben aus Tumoren von 178 Patienten, welche bereits in früheren Studien für Lungen-, Brust-, Nieren- und Darmkrebs genommen wurden. Sie analysierten die Daten innerhalb jeder Krebsart, um Veränderungen in den Tumoren genau zu erkennen und zu vergleichen. Durch die Identifizierung sich wiederholender Muster und deren Kombination mit dem aktuellen Wissen über die Krebsbiologie und Krebsentwicklung könnten Wissenschaftler die zukünftige Entwicklung von Tumoren vorhersagen. Wenn Tumore mit bestimmten Mustern Resistenzen gegen eine Behandlung entwickeln, könnte diese neue Methode verwendet werden, um vorherzusagen, ob bestimmte Patienten in der Zukunft betroffen sein werden.

KI kann Vorhersagen über die Entwicklung von Tumoren erstellen

Es konnte eine leistungsfähiges Werkzeug für künstliche Intelligenz entwickelt werden, welches anhand bestimmter Muster Vorhersagen über die zukünftigen Entwicklungsschritte von Tumoren treffen kann, sagt Studienautorin Dr. Andrea Sottoriva vom Institute of Cancer Research London. Dies betrifft auch Mutationen, die bisher in komplexen Datensätzen verborgen geblieben sind.

Krebs entwickelt sich häufig unvorhersehbar weiter

Mit diesem neuen Tool kann hoffentlich eine der großen Gefahren von Krebs ausgehebelt werden – die Tatsache, dass dieser sich meist unvorhersehbar entwickelt, erläutern die Wissenschaftler. Das Tool könnte in Zukunft genutzt werden, um bereits zu einem früheren Zeitpunkt einzugreifen und den nächsten Schritt des Krebses vorherzusagen.

Vorhersage der Entwicklung von Tumoren ermöglicht effektivere Behandlung

Wenn vorhergesagt werden kann, wie sich ein Tumor entwickeln wird, könnte die Behandlung verändert werden, bevor eine Adaptation und Arzneimittelresistenz auftreten, somit wären die Mediziner dem Krebs immer einen Schritt voraus. Dieser neue Ansatz, bei dem eine KI eingesetzt wird, könnte es ermöglichen, die Behandlung detaillierter und früher als bisher zu personalisieren und auf die Eigenschaften jedes einzelnen Tumors abzustimmen. Außerdem könnten Vorhersagen darüber getroffen werden, wie sich ein Tumor in Zukunft entwickelt, betonen die Experten. (as)