Personalisierte Medizin zur Behandlung von Lungenkrebs: Verwendung von Big Data-basierten Ansätzen zur Entscheidungsunterstützung (P4-LUCAT)

Motivation

Lungenkrebs ist weltweit die Krebserkrankung, an der die meisten Menschen sterben. In den letzten Jahren sind viele neue Behandlungsmethoden für Lungenkrebs entwickelt worden. Allerdings kann man bisher kaum vorhersagen, wie gut bestimmte Behandlungsmethoden bei einzelnen Patientinnen und Patienten wirken. Es wäre jedoch gut, wenn man schon vor dem Beginn einer Behandlung wüsste, welche Therapie die beste für jede einzelne Person ist.

Ziele und Vorgehen

Für das Vorhaben P4-LUCAT haben sich drei wissenschaftliche Einrichtungen und ein Universitätsklinikum aus drei europäischen Ländern zusammengeschlossen, um ein Computerprogramm zu entwickeln, das Ärztinnen und Ärzte dabei unterstützt, die beste Behandlungsmethode für einzelne Lungenkrebspatientinnen und -patienten zu identifizieren. Hierzu ist es notwendig, automatisch große Mengen an Daten zu analysieren. Dies betrifft sowohl Daten aus öffentlich zugänglichen Datenbanken und wissenschaftlichen Veröffentlichungen als auch individuelle Daten der jeweiligen Patientinnen und Patienten, z. B. aus Laboruntersuchungen. Um eine solche Datenanalyse zu ermöglichen, werden die sehr unterschiedlichen Daten vorbereitet und in einer strukturierten Datenbank zusammengeführt. Hierfür werden Methoden wie maschinelles Lernen, die Verarbeitung natürlicher Sprache und Methoden zur systematischen Darstellung von Informationen, sogenannte Kontextuelle Wissensgraphen, angewendet. Um die Nachvollziehbarkeit der Entscheidungen der Künstlichen Intelligenz zu verbessern, basiert das maschinelle Lernen auf Informationen und der Struktur des Wissensgraphen.

Perspektiven für die Praxis

Das geplante System bietet unmittelbare Vorteile für die Behandlung von Lungenkrebs. Auf der Basis patientenindividueller Daten werden den behandelnden Ärztinnen und Ärzten Vorschläge zu Therapieoptionen gemacht. Diese beinhalten eine Abschätzung der individuellen Wirksamkeit, eine Übersicht möglicher unerwünschter Wirkungen und Hinweise auf relevante wissenschaftliche Literatur. Der breite, internationale Ansatz legt zudem ein solides Fundament für die Überführung des neuen Systems in die Regelversorgung.