TheranosticValleySTR

Die Zukunft personalisierter Medizin

Im TheranosticValleySTR werden neuartige Diagnostika und Therapien mittels innovativer KI-Methoden so aufeinander abgestimmt, dass sich für Betroffene mit Krebs-, Infektions- und neurologischen Krankheiten die Situation fundamental verbessert. Personalisierte Medizin wird auf eine neue Ebene gehoben.

Eine Frau in Schutzkleidung steht in einem GMP-Reinraum vor einer sogenannten Heißzelle, einem stark abgeschirmten Raum zur Handhabung von radioaktiven Substanzen, in der Radiopharmazeutika hergestellt werden.
In der Radiopharmazie des Universitätsklinikums Tübingen werden innovative Bildgebungssonden, sogenannte Tracer, patientenindividualisiert für die Diagnose von z.B. Tumorerkrankungen nach höchsten Good Manufacturing Practice (GMP)-Richtlinien hergestellt, © Beate Armbruster / Universitätsklinikum Tübingen

Warum „Zukunftscluster-Finalist“?

In der 2. Wettbewerbsrunde wurden im Februar 2021 aus 117 eingereichten Skizzen 15 Zukunftscluster-Finalisten ausgewählt, die in einer sechsmonatigen Konzeptionsphase ihre Clusterstrategie entwickeln sollen. Mitte 2022 wird eine unabhängige Jury schließlich jene Zukunftscluster auswählen, die ihre Strategien in der ersten dreijährigen Umsetzungsphase verwirklichen können.

Hintergrundinformationen zu TheranosticValleySTR

Mit den folgenden Texten stellt sich der Zukunftscluster-Finalist TheranosticValleySTR persönlich vor.

Die medizinische Forschung konzentriert sich zusehends auf die Entwicklung individuell ausgerichteter Diagnose- und Therapieverfahren, um Patientinnen und Patienten maßgeschneiderte Behandlungen anbieten zu können. Dieser Wechsel weg von standardisierten hin zu individuellen Ansätzen ist jedoch sehr kostenintensiv. Hier setzt TheranosticValleySTR an – mit dem Konzept eines ganzheitlichen Ansatzes, der Diagnose, Befundung und Therapieempfehlung miteinbezieht und durch Prognoseabschätzung und gezielte Prävention komplementiert wird.

Die mittels innovativer Künstlicher-Intelligenz-Methoden aufeinander abgestimmten Diagnostika und Therapien, sogenannte Theranostica, basieren auf neu entwickelten innovativen kleinen Molekülen, Biologicals, zellulären Systemen sowie völlig neuartigen Mikrorobotern und werden durch deren kombinatorische Anwendung einen Meilenstein der personalisierten Medizin bilden.

Damit die Überführung der Erkenntnisse aus der Grundlagenforschung in die Wirtschaft gelingt, sollen im geplanten Zukunftscluster Forschungsinstitute eng mit Wirtschaftsunternehmen aus dem Forschungs- und Wirtschaftsraum Stuttgart, Tübingen und Reutlingen zusammenarbeiten. Dies betrifft insbesondere Disziplinen aus den Bereichen der Biotechnologie, Pharmazie, KI (Künstliche Intelligenz) und Medizin.

Durch die besondere Organisationsform des TheranosticValleySTR und die enge Kooperation zwischen Wirtschaft und Wissenschaft wird eine flexible „On-demand“-Produktion und „In-time“-Zustellung der personalisierten und kombinatorischen Theranostica erreicht. Mit diesem disruptiven Ansatz im Sinne einer Innovationspipeline will TheranosticValleySTR nicht nur die Diagnose und Therapie von Krebs,- Infektions- und neurologischen Krankheiten verbessern, sondern durch einen Paradigmenwechsel einen wesentlichen Teil dieser Krankheiten verhindern und einen Beitrag zur Förderung des Innovationsstandorts Deutschland leisten.

Als Exzellenzuniversität beherbergt die Universität Tübingen gleich drei Exzellenzcluster, die in den Bereichen der Krebsforschung (iFIT), Infektionsforschung (CMFI) und des Maschinellen Lernens (ML) exzellente Grundlagenforschung betreiben. Auch die deutschen Gesundheitszentren DKTK (Onkologie), DZIF (Infektionsforschung) und DZNE (neurodegenerative Erkrankungen) sowie das nationale Tumorzentrum NCT SüdWest sind in das Konzept eingebunden. Gepaart mit den Forschungsinstituten des Max-Planck-Instituts für Intelligente Systeme und dem Naturwissenschaftlich Medizinischen Institut Reutlingen sowie dem Know-how von KMU, wie etwa CeGaT und Immatics, besitzt TheranosticValleySTR ideale Voraussetzungen zur interdisziplinären Zusammenarbeit.

Dabei können die beteiligten Forschenden von TheranosticValleySTR bereits auf eine Vielzahl von innovativen Ergebnissen blicken. Hierzu zählen die Entwicklung und Produktion von verschiedenen PET (Positironen-Emissions-Tomografie)-Radiotracern für die Auswahl und Steuerung individueller Krebstherapien mittels bildgebender Verfahren oder gar die Entwicklung personalisierter Krebstherapien selbst, etwa durch CAR (Chimärer Antigenrezeptor) T-Zellen.

Hauptaugenmerk in der Konzeptionsphase liegt auf der Erarbeitung einer KI (Künstliche Intelligenz)/ML (Machine Learning)-basierten Verknüpfung der drei Säulen „Data Warehouse“, „Personalisierte Medizin“ und „Theranostics“. Beim so genannten „Data Warehouse“ geht es um die Generierung und Verarbeitung der großen Menge an Patientendaten, die für die Optimierung der personalisierten Medizin mittels KI-Methoden erforderlich sind. Parallel dazu geht es im Bereich „Theranostics“ darum, die verschiedenen Grundlagenforschungsergebnisse der Partner zielgerichtet aufzugreifen und so weiterzuentwickeln, dass eine Pipeline für Therapeutika und Diagnostika definiert werden kann. Hier werden auch Konzepte für die notwendigen Rahmenbedingungen erarbeitet, um präklinische Forschung zeitnah in die klinische Anwendung zu bringen (Genehmigungsverfahren, Zulassungen, Datenschutz, Patentrechte etc.).

Um die heterogene Zusammensetzung von TheranosticValleySTR optimal zu nutzen, bedarf es außerdem der Entwicklung einer Governance-Struktur, um klare Zuständigkeiten, Entscheidungs- und Kommunikationsprozesse zu definieren. Zudem sollen weitere regionale Partner identifiziert werden.

Auf einen Blick
  • Projektlaufzeit: 01.10.21 – 31.03.2022
  • Zuwendung: 202.683,23 € (inkl. Projektpauschale)
  • Zuwendungsempfänger: Eberhard-Karls-Universität Tübingen
  • Weitere Partner, welche die Arbeiten der Konzeptionsphase unterstützen:  Max-Planck-Institut für Intelligente Systeme, NMI Naturwissenschaftliche und Medizinische Institut in Reutlingen, CeGaT

Mit dem Ansatz zur Entwicklung personalisierter Theranostica, um Krebs-, Infektions- und neurologische Erkrankungen besser zu behandeln und sogar zu verhindern, steht der Zukunftscluster-Finalist im Einklang mit den in der Hightech-Strategie 2025 identifizierten gesellschaftlichen Herausforderungen. Zu nennen ist hier vor allem die Bekämpfung von Volkskrankheiten, wie etwa Krebs oder neurodegenerative Erkrankungen und das Digitalisierungspotenzial im Medizinsektor. Mit dem interdisziplinären, ganzheitlichen Ansatz von TheranosticValleySTR werden multidimensionale Patientendaten mithilfe von KI und maschinellem Lernen strukturell zusammengeführt, modernste Diagnosemethoden aufeinander abgestimmt und in personalisierte Therapieempfehlungen überführt, die zeitgleich von den Clusterpartnern erarbeitet werden.

Mit den Exzellenzclustern iFIT, CMFI und ML sowie dem Max-Planck-Institut für Intelligente Systeme und dem Naturwissenschaftlich Medizinischen Institut Reutlingen liegen in der Region Tübingen, Stuttgart, Reutlingen exzellente Voraussetzungen für die Mission „Neue Quellen für neues Wissen“ vor. Im TheranosticValleySTR werden neuartige Diagnostika und Therapeutika, wie z. B. Biologicals oder Wireless Medical Robots, entwickelt und zeitnah in die Anwendung gebracht. Dies ist ein idealer Nährboden für regionale Ausgründungen und schafft durch neuartige Organisations- und Managementformen zwischen Instituten und Wirtschaft eine einzigartige Innovationspipeline, die den Aufbau neuer Wertschöpfungsketten adressiert. Daher leistet TheranosticValleySTR einen substantiellen Beitrag zur nachhaltigen Stärkung des Innovations- und Wirtschaftsstandortes Deutschland.