Kurz und Knapp

  • Mithilfe sogenannter Biomarker lassen sich manche Krankheiten wie Alzheimer oder Krebs früher und besser erkennen.
  • Auf Künstlicher Intelligenz basierende Verfahren können in Blutproben bestimmte Muster erkennen, sie aber nur schwer einordnen.
  • Auf der Suche nach ähnlichen genetischen Mustern analysierte ein Forschungsteam im Saarland deshalb auch Blutproben von Zootieren, um Biomarker besser identifizieren zu können.

Künstliche Intelligenz sucht nach bestimmten Biomarkern in Blutproben

Nasenbär, Nilflughund, Pinguin und Co.: Diese Tiere leisten einen Beitrag dazu, dass Krankheiten wie Alzheimer oder Parkinson vielleicht bald früher erkannt werden können. Zu verdanken ist dies der Zusammenarbeit zwischen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern der Universität des Saarlandes und den Zoos in Saarbrücken und Neunkirchen, die Blutproben ihrer Tiere zur Verfügung stellten.
Normalerweise untersucht das Team um den Bioinformatiker Andreas Keller und den Humangenetiker Eckart Meese Biomarker, die im Blut des Menschen vorkommen. Damit sollen zum Beispiel Lungenkrebs, Alzheimer oder Parkinson früher und besser identifiziert werden. „Gut geeignet dafür sind micro-RNAs“, sagt Keller. Dabei handelt es sich um kurze Abschnitte spezifischer Moleküle in der Ribonukleinsäure, die für die Steuerung der Gene von Bedeutung sind.

Um diese Abschnitte zu finden, nutzen die Forscherinnen und Forscher unter anderem das maschinelle Lernen, ein Verfahren der Künstlichen Intelligenz. „Pro Patient werden bis zu 20 Millionen Datenpunkte erhoben. Die maschinellen Lernverfahren erkennen darin zwar die typischen Muster, etwa für einen Lungentumor oder Alzheimer. Jedoch fällt es der Künstlichen Intelligenz schwer, zu lernen, welche Biomarker-Muster echt sind und welche nur scheinbar auf das jeweilige Krankheitsbild passen“, erläutert Keller.

Hier kommen nun die Blutproben der Tiere ins Spiel. „Wenn ein Biomarker evolutionär konserviert ist, also auch in anderen Spezies in ähnlicher Form und Funktion vorkommt, ist es sehr viel wahrscheinlicher, dass es sich um einen belastbaren Biomarker handelt“, sagt der Bioinformatiker. Deshalb wurden die Reste von Blutproben analysiert, die den Tieren bei Routineuntersuchungen entnommen worden waren. Insgesamt waren es 21 Proben von 19 Tierarten. „Die neuen Erkenntnisse fließen jetzt in unsere Computermodelle ein und werden uns helfen, künftig noch präziser, die richtigen Biomarker zu identifizieren“, erklärt Keller.


Die Studie des Teams, die von der saarländischen Landesregierung gefördert wurde, wurde im Fachjournal „Nucleic Acids Research“ veröffentlicht. Zusätzlich richteten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler eine Datenbank ein, in die sie ihre aktuellen Ergebnisse eintragen und auf die auch andere Forschungsteams Zugriff haben. Mittlerweile wurde das Blut von 40 Tieren untersucht, darunter eine Anakonda, ein Stachelschwein und ein Känguru.

16.07.2019

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