Forschungsprojekt DECIPHER-M: Mechanismen der Krebsmetastasierung mit Künstlicher Intelligenz entschlüsseln

20.03.2025

Das Forschungsprojekt DECIPHER-M nutzt Künstliche Intelligenz (KI), um die Ausbreitung von Krebszellen anhand klinischer Routinedaten besser zu verstehen. Ziel ist es, mithilfe eines multimodalen Basismodells, die Behandlungsmöglichkeiten zu verbessern. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) unterstützt dieses Projekt im Rahmen der Initiative „Nationale Dekade gegen Krebs“ für zunächst drei Jahre. Die Universitätsmedizin Mainz bringt sich insbesondere mit ihrer Expertise in der Anwendung von KI-Verfahren zur feingeweblichen Analyse in das Projekt ein.

Im Projekt DECIPHER-M (Deciphering Metastasis with Multimodal Artificial Intelligence Foundation Models) arbeiten seit 1. März 2025 führende Expertinnen und Experten aus den Bereichen Medizin, Informatik und Biotechnologie zusammen. Unter der Leitung von Prof. Dr. med. Jakob N. Kather am Else Kröner Fresenius Zentrum (EKFZ) für Digitale Gesundheit an der TU Dresden und dem Universitätsklinikum Carl Gustav Carus Dresden erforscht das interdisziplinäre Forschungsteam mithilfe von KI die Entstehung und Ausbreitung von Krebsmetastasen. „Trotz enormer Fortschritte in der Onkologie bleibt die Metastasierung eine der größten Herausforderungen in der Krebsbehandlung. Mit dem Projekt DECIPHER-M nutzen wir KI-Technologien, um komplexe Muster in klinischen Routinedaten zu identifizieren“, erklärt Prof. Kather, Projektkoordinator. „Unser multimodaler Ansatz erlaubt es, das individuelle Metastasierungsrisiko präziser vorherzusagen und personalisierte Behandlungsstrategien zu entwickeln. Damit wollen wir langfristig die Überlebensraten von Krebspatientinnen und -patienten verbessern.“

KI-Systeme verarbeiten unterschiedliche Datentypen und erkennen Muster
Die Entstehung von Krebsmetastasen wird von zahlreichen Faktoren beeinflusst, die oft schwer zu erkennen sind. DECIPHER-M setzt deshalb auf ein KI-Modell, das unterschiedliche medizinische Datenquellen kombiniert – darunter Gewebeproben, Röntgen- und MRT-Bilder sowie genetische Informationen. Diese so genannten multimodalen Basismodelle ermöglichen es, verschiedene Datentypen miteinander zu verknüpfen und Muster zu erkennen. Die daraus gewonnenen Erkenntnisse helfen dabei, das Metastasierungsrisiko frühzeitig einzuschätzen und gezielte Therapiemaßnahmen abzuleiten. Dadurch können präzisere Diagnosen gestellt, präventive Maßnahmen eingeleitet und die Behandlungsmöglichkeiten für Krebspatientinnen und -patienten optimiert werden.

BMBF-Förderung für interdisziplinäre Spitzenforschung
„Für die Dresdner Hochschulmedizin ist interdisziplinäre Zusammenarbeit der Schlüssel zum Erfolg in der Forschung und Patientenversorgung. Die Projektpartner aus Aachen, Dresden, Essen, Heidelberg, Mainz und München arbeiten gemeinsam daran, die Behandlungsqualität in der Krebstherapie zu verbessern, unnötige Therapien zu vermeiden und das Gesundheitssystem zu entlasten. Langfristig könnte DECIPHER-M dazu beitragen, die Sterblichkeitsrate bei Krebserkrankungen zu senken und die Lebensqualität der Betroffenen erheblich zu steigern“, sagt Prof. Dr. med. Dr. Esther Troost, Dekanin der Medizinischen Fakultät Carl Gustav Carus der TU Dresden.

„Die Universitätsmedizin Mainz bringt sich mit ihrer Expertise in der Anwendung von KI-Verfahren zur feingeweblichen Analyse in das Projekt ein. Hierfür verwenden die Expert:innen des Instituts für Pathologie Gewebeproben, welche im Behandlungsverlauf bei operativen oder interventionellen Eingriffen entnommen und routinemäßig in der Pathologie befundet werden. Die hierdurch gewonnenen Daten sollen im Rahmen von DECIPHER-M dazu verwendet werden, hochaktuelle KI-Modelle zur Diagnostik, Prognoseabschätzung und Therapiestratifizierung bei metastasierten Tumorleiden zu trainieren. Ein weiterer Fokus des Mainzer Teilprojektes ist die umfassende Analyse der fertig trainierten Modelle: Mittels Erklärbarkeitsverfahren sollen beispielsweise neue tumorbiologische Zusammenhänge identifiziert werden, die eine Metastasierung begünstigen. Ziel ist es, durch die Verbindung von KI und Gewebemedizin neue Erkenntnisse zu gewinnen, mittels derer sich langfristig die Behandlung von Patient:innen mit Krebsmetastasen verbessern lässt“, erklärt PD Dr. Sebastian Försch vom Institut für Pathologie der Universitätsmedizin Mainz, Projektleiter für DECIPHER-M in Mainz.

Beantragt wurde DECIPHER-M für eine Laufzeit von fünf Jahren (2025 - 2030) mit insgesamt rund 9 Millionen Euro Fördermitteln. Das Projekt wird vorerst für drei Jahre vom BMBF mit rund 5,5 Millionen Euro gefördert. Das Institut für Pathologie der Universitätsmedizin Mainz erhält für diese erste Förderperiode rund 630.000 Euro. Bei erfolgreicher Zwischenevaluation würde die Förderung von rund 171.000 Euro für weitere zwei Jahre bewilligt werden.

Beteiligte Projektpartner/Institutionen:

Weiterführende Informationen:

Projektwebsite

Website Dekade gegen Krebs 

Kontakt:
PD Dr. Sebastian Försch
Institut für Pathologie
Universitätsmedizin Mainz
Telefon 06131 17-5144
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Pressekontakt:
Veronika Wagner M. A.
Stabsstelle Unternehmenskommunikation
Universitätsmedizin Mainz
Telefon 06131 17-8391
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