Multiparametrische Methoden zur Früherkennung des Prostatakarzinoms
- Bildgebung und Radioonkologie
- Klinische Kooperationseinheit
- Nachwuchsgruppe
Priv. Doz. Dr. Magdalena Görtz
Gruppenleitung
Unsere im Jahr 2021 etablierte Nachwuchs-Klinische Kooperationseinheit am DKFZ und der Urologischen Universitätsklinik Heidelberg widmet sich klinischen Fragestellungen und treibt die patientenorientierte translationale Forschung im Bereich des Prostatakarzinoms voran. Unsere primären Ziele sind die individualisierte Früherkennung und Risikostratifizierung mit besonderem Fokus auf die Identifizierung aggressiver Prostatakarzinome zur Optimierung von Diagnostik und Therapieplanung.
Bild: © ©Magdalena Görtz/dkfz.de
Unsere Forschung
Prostatakrebs stellt aufgrund seiner unterschiedlichen Aggressivität und Progression eine große Herausforderung dar. Dies unterstreicht den dringenden Bedarf an neuen molekularen Markern und integrierten Diagnosemodellen, die eine zuverlässige Unterscheidung zwischen aggressiven und indolenten Prostatakarzinomen sowie gutartigen Erkrankungen ermöglichen.
Wir haben prospektiv eine umfassende Datenkohorte und Biobank aufgebaut, die Arztbriefe, Laborbefunde, MRT-Bildgebung, digitale Pathologie, (epi)genomische, transkriptomische und proteomische Daten sowie das onkologische Follow-Up der Patienten umfasst. Durch die Integration verschiedener Datenmodalitäten (klinische Parameter, Labor- und Bildgebungsdaten sowie molekulare Flüssigkeits- und Gewebedaten) und durch den Einsatz hochmoderner Computertechnologien zielen wir auf eine integrative Einschätzung des Krankheitsstatus jedes einzelnen Patienten, um die Früherkennung und Risikostratifizierung zu verbessern. Die Extraktion relevanter Features aus multimodalen Daten und deren Integration in ein auf maschinellem Lernen basierendes Vorhersagemodell ermöglicht eine umfassende Darstellung des Tumors des Patienten bei Erstdiagnose und damit eine Personalisierung von Diagnose- und Therapieentscheidungen. Eine integrative Strategie zur Früherkennung und Risikostratifizierung, die klinische Parameter, molekulare Marker und bildgebende Verfahren kombiniert, hat das Potenzial, die nicht-invasive Diagnostik zu optimieren, präzisere Vorhersagemodelle zu entwickeln und Korrelationen mit der Aggressivität des Prostatakarzinoms zu ermöglichen.
Im Rahmen unseres starken translationalen Ansatzes, der auf klinische Auswirkungen abzielt, arbeiten wir in Konsortialprojekten mit akademischen und industriellen Partnern wie der Universität Heidelberg und Siemens Healthineers zusammen, um KI-basierte Lösungen zur Entscheidungsunterstützung und zur „similar-patient search“ zu entwickeln. Diese Partnerschaften stellen eine Brücke zwischen klinischer Fragestellung, akademischer Forschung und Industrie dar und stellen sicher, dass innovative diagnostische und therapeutische Ansätze einen direkten Einfluss auf die Patientenversorgung haben. Entsprechend unserer patientenzentrierten Ausrichtung haben wir in Zusammenarbeit mit SAP SE einen KI-basierten Chatbot entwickelt, um Patienten über die state-of-the-art Früherkennung von Prostatakrebs zu informieren. Dieses validierte KI-Tool ist ein Beispiel für unser Bestreben, aktuelle Entwicklungen des maschinellen Lernens in relevante klinische Anwendungen zu bringen.
Forschungsprojekte
Unser Ziel ist es, molekulare, bildgebende und klinische Daten zu einem „digitalen Zwilling“ von Prostatakrebspatienten zu integrieren und dabei KI einzusetzen, um patientenspezifische, multidimensionale Gesundheitsdaten zu erfassen und reale Tumoreigenschaften widerzuspiegeln.
Seit vielen Jahren arbeiten wir mit Partnern aus Akademie und Industrie zusammen, mit klarem Fokus auf Präzisionstherapie und klinischer Translation. Diese Zusammenarbeit ermöglichte es uns, kompetitiv Drittmittel für die translationale Prostatakrebsforschung beim Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz einzuwerben. Die Nachwuchs-Klinische Kooperationseinheit war ein integraler Bestandteil des CLINIC 5.1 Konsortiums (Konsortialleitung). Dieses Konsortium brachte das Deutsche Krebsforschungszentrum, das Universitätsklinikum Heidelberg, die Universität Heidelberg, KARL STORZ, SAP SE und die Siemens Healthineers AG zusammen, um innovative, marktorientierte KI-basierte Entscheidungshilfen für Ärzte zu entwickeln. Der Fokus des Konsortiums liegt auf der KI-basierten Verbesserung der Entscheidungsfindung und Präzisionsmedizin bei der Diagnose, Behandlungsplanung von Prostatakrebs. Das Ziel des Projektes CLINIC 5.1 ist es, durch die Integration und Erweiterung diagnostischer und therapeutischer Datensätze eine umfassende, vierdimensionale virtuelle Darstellung von Prostatakrebspatienten („digitale Zwillinge“) zu entwickeln.
Darüber hinaus wurde eine Zusammenarbeit mit dem Engineering Mathematics and Computing Lab (Interdisciplinary Center for Scientific Computing, Universität Heidelberg) begonnen, um die multimodale Analyse von Prostatakrebs voranzutreiben. Das Projekt hat drei Hauptziele: die Verwendung von partiellen Differentialgleichungen zur Modellierung des Tumorwachstums, die Entwicklung eines multimodalen KI-Frameworks zur Schätzung der Wahrscheinlichkeit eines Tumorrezidivs und die Sicherstellung der Interpretierbarkeit multimodaler KI-Modelle, um das Vertrauen in die KI-Modelle zu stärken. Ein wesentliches Ziel dieser Zusammenarbeit ist das Vorantreiben von Präzisionsonkologie durch innovative, multidisziplinäre Ansätze mit einer soliden mathematischen Grundlage.
Team
Ein engagiertes, interdisziplinäres Team von Experten aus den Bereichen Medizin, Molekularbiologie, Biotechnologie und Bioinformatik arbeitet gemeinsam daran, die nicht-invasive Früherkennung von Prostatakrebs voranzutreiben und die Risikostratifizierung bei der Erstdiagnose zu optimieren, um individualisierte Therapieentscheidungen für die Patienten zu ermöglichen.
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Priv. Doz. Dr. Magdalena Görtz
Gruppenleitung
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Dr. Martina Heller
Clinician Scientist
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Isabella Schindler
Research Assistant (M.Sc.)
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Dr. Johanna Maria Smielowski
Clinician Scientist
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Marta Medert
wissenschaftliche Hilfskraft
Optimierung der Früherkennung von Prostatakrebs: Die Vision der Arbeitsgruppe
In diesem Video erläutert PD Dr. Magdalena Görtz die Bedeutung eines individualisierten Ansatzes bei der Früherkennung von Prostatakrebs und stellt innovative Methoden vor, die ihr Forschungsteam entwickelt, um die Behandlung von Patienten zu optimieren.
Förderer
Wir sind dankbar für die finanzielle Unterstützung der folgenden Förderinstitutionen, die uns die Durchführung unserer Forschungsprojekte ermöglichen:
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