Verbund

FAIrPaCT2 - Föderierte multimodale künstliche Intelligenz für die Vorhersage des Ergebnisses von Bauchspeicheldrüsenkrebs

In der modernen Krebsforschung fallen immer umfangreichere Datensätze an (Big Data). Die Daten stammen unter anderem aus molekularen und biochemischen Analysen, Bildgebungsverfahren, klinischen Studien. Teilweise bilden diese Daten auch Krankheitsverläufe von Patientinnen und Patienten ab. Neue computergestützte Ansätze der Datennutzung, modernste Methoden der Künstlichen Intelligenz bzw. des Maschinellen Lernens bergen ein großes Potenzial bei der Analyse und Extraktion solcher forschungsrelevanten Informationen.

Mit dieser Förderrichtlinie im Rahmen der Nationalen Dekade gegen Krebs beabsichtigt das BMBF, Forschungsgruppen aus dem Bereich der Datenanalyse einen niederschwelligen Zugang zu hochqualitativen Daten aus der translationalen biomedizinischen Krebsforschung und der onkologischen Routineversorgung zu ermöglichen. Zeitgleich arbeiten Forschende aus den Bereichen der Datengewinnung und Datenanalyse eng zusammen, um klinisch relevante onkologische Fragen anzugehen. Darüber hinaus soll die Kultur des Datenteilens für Forschungszwecke gefördert werden.

Im Forschungsverbund FAIrPaCT2 soll die Identifikation entscheidender genetischer sowie auch molekularer und histopathologischer Parameter, welche die Vorhersage von Behandlungsergebnissen erleichtern, ermöglicht werden. Dafür werden robuste computerbasierte Hochleistungssoftwaremodelle mit Multi-Omics-Daten und Histopathologie-Bilder in einem multimodalen Lernansatz trainiert. Alle im Projekt entwickelten Softwarepakete werden als Open Source veröffentlicht und die Nutzung der Modelle über eine interaktive Forschungsplattform etabliert.

Teilprojekte

Universität Göttingen

Förderkennzeichen: 01KD2414A
Gesamte Fördersumme: 869.325 EUR
Förderzeitraum: 2024 - 2026
Projektleitung: Prof. Dr. Anne-Christin Hauschild
Adresse: Georg-August-Universität Göttingen, Universitätsmedizin, Institut für Medizinische Informatik
Robert-Koch-Str. 40
37075 Göttingen

Universität Göttingen

Das Projekt baut auf dem FAIrPaCT-Konsortium auf, bestehend aus der UMG, dem Universitätsklinikum Gießen und Marburg sowie der TU München. Der gemeinsame Ansatz kombiniert drei der größten Patientenkohorten (KFO5002, KFO325, SFB1321) zu Bauchspeicheldrüsenkrebs in Deutschland. Das ursprüngliche Konsortium hatte zum Ziel, ein Softwaresystem zu entwickeln, das durch föderiertes maschinelles Lernen, die Analyse von klinischen Infos und genetischen Krebs Panel Sequenzierungsdaten von Bauchspeicheldrüsenkrebspatientinnen und -patienten ermöglicht. Bauchspeicheldrüsenkrebs, eine hochaggressive Krebserkrankung, wird bis 2030 voraussichtlich die zweithäufigste Todesursache durch Krebs in der industrialisierten Welt sein. Durch den Einsatz modernster Methoden der föderierten KI wurden erfolgreich robuste Hochleistungs-Modelle trainiert, um die Erfolgswahrscheinlichkeit der Behandlung abzuschätzen. In diesem Folgeprojekt ist das Hauptziel das bestehende Konsortium und die Infrastruktur zu nutzen und die Modelle zu verbessern, indem Multi-Omics-Daten und Histopathologie-Bilder in einen multimodalen Lernansatz einbezogen werden. Zudem wird angestrebt, die Patientenkohorte um Personen aus den Molekularen Tumorboards an verschiedenen Standorten zu erweitern. Diese Erweiterung des FAIrPaCT-Ansatzes ermöglicht die Identifikation entscheidender genetischer sowie auch molekularer und histopathologischer Parameter, welche die Vorhersage von Behandlungsergebnissen erleichtern. Diese Erkenntnisse können wichtige Infos über den Therapieerfolg liefern und die Entwicklung verbesserter Medikamente sowie personalisierter Behandlungsstrategien unterstützen. Um die Ergebnisse in der wissenschaftlichen Gemeinschaft, einschließlich medizinischer Forscher, biomedizinischer Informatiker, klinischer Praktiker und Patientengemeinschaften, zu verbreiten, werden alle Softwarepakete als Open Source veröffentlicht. Zudem wird eine interaktive Forschungsplattform etabliert, um den Austausch & die Nutzung der resultierenden Modelle zu ermöglichen.

Universität Marburg

Förderkennzeichen: 01KD2414B
Gesamte Fördersumme: 76.513 EUR
Förderzeitraum: 2024 - 2026
Projektleitung: Prof. Dr. Matthias Lauth
Adresse: Philipps-Universität Marburg, FB 20 Medizin und Universitätsklinikum, Zentrum für Tumorbiologie und Immunologie
Hans-Meerwein-Str. 3
35043 Marburg

Universität Marburg

Das Projekt baut auf dem FAIrPaCT-Konsortium auf, bestehend aus der UMG, dem Universitätsklinikum Gießen und Marburg sowie der TU München. Der gemeinsame Ansatz kombiniert drei der größten Patientenkohorten (KFO5002, KFO325, SFB1321) zu Bauchspeicheldrüsenkrebs in Deutschland. Das ursprüngliche Konsortium hatte zum Ziel, ein Softwaresystem zu entwickeln, das durch föderiertes maschinelles Lernen, die Analyse von klinischen Infos und genetischen Krebs Panel Sequenzierungsdaten von Bauchspeicheldrüsenkrebspatientinnen und -patienten ermöglicht. Bauchspeicheldrüsenkrebs, eine hochaggressive Krebserkrankung, wird bis 2030 voraussichtlich die zweithäufigste Todesursache durch Krebs in der industrialisierten Welt sein. Durch den Einsatz modernster Methoden der föderierten KI wurden erfolgreich robuste Hochleistungs-Modelle trainiert, um die Erfolgswahrscheinlichkeit der Behandlung abzuschätzen. In diesem Folgeprojekt ist das Hauptziel das bestehende Konsortium und die Infrastruktur zu nutzen und die Modelle zu verbessern, indem Multi-Omics-Daten und Histopathologie-Bilder in einen multimodalen Lernansatz einbezogen werden. Zudem wird angestrebt, die Patientenkohorte um Personen aus den Molekularen Tumorboards an verschiedenen Standorten zu erweitern. Diese Erweiterung des FAIrPaCT-Ansatzes ermöglicht die Identifikation entscheidender genetischer sowie auch molekularer und histopathologischer Parameter, welche die Vorhersage von Behandlungsergebnissen erleichtern. Diese Erkenntnisse können wichtige Infos über den Therapieerfolg liefern und die Entwicklung verbesserter Medikamente sowie personalisierter Behandlungsstrategien unterstützen. Um die Ergebnisse in der wissenschaftlichen Gemeinschaft, einschließlich medizinischer Forscher, biomedizinischer Informatiker, klinischer Praktiker und Patientengemeinschaften, zu verbreiten, werden alle Softwarepakete als Open Source veröffentlicht. Zudem wird eine interaktive Forschungsplattform etabliert, um den Austausch & die Nutzung der resultierenden Modelle zu ermöglichen.

TU München

Förderkennzeichen: 01KD2414C
Gesamte Fördersumme: 77.663 EUR
Förderzeitraum: 2024 - 2026
Projektleitung: Prof. Dr. Maximilian Reichert
Adresse: Klinikum der Technischen Universität München, Klinik und Poliklinik für Innere Medizin II
Ismaninger Str. 22
81675 München

TU München