2017 Kooperationsprojekt

ImmunoProfiling mittels Neuronaler Netzwerke (IPN2)

Ziel des Forschungsvorhabens IPN2 ist, eine Netzwerkarchitektur zu entwickeln, die über die Verarbeitung multimodaler Eingabedaten und die Quantifizierung des lokalen Immunprofils eines Tumors und dessen Mikroumgebung eine Prognose über den Erfolg einer Immuntherapie des individuellen Patienten erstellt.

Schematische Darstellung der zu entwickelten Netzwerkarchitektur (Quelle: Definiens AG)

Trotz der aktuellen Erfolge auf dem Gebiet der Immuntherapie bedarf es weiterer grundlegender Arbeiten, um Patienten bestimmen zu können, die von einer Immuntherapie profitieren. So ist es z. B. derzeit nicht möglich, eine zuverlässige automatisierte Aussage bezüglich der individuellen Ansprechrate einer solchen Therapie für Patienten mit Harnblasen- oder Prostatakarzinom zu treffen. Wie bereits an anderer Stelle gezeigt werden konnte, spielt die quantitative Erfassung der Tumor-Mikroumgebung auf zellularer Ebene bei der Prädiktion der Immuntherapie eine entscheidende Rolle. Diese Quantifizierung basiert auf der Analyse histopathologischer Bilddaten.

Daher ist es das Ziel dieses Forschungsprojekts, eine Analysemethode zu entwickeln, die es ermöglicht, den Tumor über sein individuelles Immunprofil und seine Mikroumgebung als „kalten“ oder „warmen“ zu klassifizieren. Im Gegensatz zum „kalten Tumor“ zeichnet sich ein „warmer Tumor“ durch ein aktives Immunsystem aus. Das Ergebnis dient der Prognose über die Erfolgsaussichten einer Immuntherapie des Patienten. Algorithmen aus dem Bereich der künstlichen Intelligenz und speziell die „tiefen neuronalen Netzwerke“ bieten sich hier als geeignetes Werkzeug an. Sie haben im Vergleich zu alternativen Verfahren wie zum Beispiel randomisierten Entscheidungsbäumen einen entscheidenden Vorteil: Sie können die für die Vorhersage relevanten Merkmale zur Beschreibung des zellularen Mikromilieus automatisch bestimmen.

Für das Projekt werden zu den histologischen Bildern auch klinische Daten als Eingabeparameter für die neuronalen Netzwerke verwendet. In der Konsequenz bedeutet das, dass eine Netzwerkarchitektur entwickelt werden muss, die sich für die Verarbeitung multimodaler Eingabedaten eignet.

Projektfinder
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Forschungsverbünde

In strategisch wichtigen Bereichen werden von der Forschungs­stiftung auch Forschungs­verbünde initiiert und gefördert.

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Projektleitung
Definiens AG
Projektpartner
Ludwig-Maximilians-Universität München
Pathologisches Institut
Ludwig-Maximilians-Universität München
Urologische Klinik und Poliklinik
MORPHISTO GmbH
Technische Universität München
Klinik und Poliklinik für Urologie
Technische Universität München
Lehrstuhl für Informatikanwendungen in der Medizin (CAMP)
Technische Universität München
Institut für Pathologie