„Mit MouseMapper können wir erstmals krankheitsbedingte Veränderungen im gesamten Körper auf zellulärer Ebene sichtbar machen“, sagt Professor Ali Ertürk vom Institut für Schlaganfall- und Demenzforschung (ISD) am LMU Klinikum und von Helmholtz Munich. „Das eröffnet völlig neue Möglichkeiten, Krankheiten bereits in sehr frühen Stadien zu erkennen – lange bevor erste Symptome auftreten.“ Die vollständigen Ganzkörperdaten stellt sein Team online zur Verfügung, um anderen Forschenden weltweit den Zugang zu ermöglichen.

Technisch basiert MouseMapper auf sogenannten Foundation-Modellen, also großen KI-Modellen, die mit enormen Mengen an Daten trainiert werden, um allgemeine Muster zu erkennen. Anders als klassische KI-Systeme sind sie nicht nur für eine einzige Aufgabe gedacht, sondern können flexibel für viele verschiedene Anwendungen angepasst werden. Dadurch funktioniert das System nicht nur bei einer bestimmten Krankheit oder Bildgebungsmethode, sondern lässt sich flexibel auf andere Datensätze übertragen.

Die KI erkennt automatisch feinste Nervenstrukturen, Ansammlungen von Immunzellen sowie anatomische Regionen im gesamten Körper. Auf diese Weise können Forschende Veränderungen systematisch vergleichen und auffällige Regionen gezielt für weitere molekulare Analysen auswählen.

Langfristig verfolgt Ertürks Team das Ziel, umfassende Zellatlanten gesunder und kranker Organismen zu erstellen. „Unser Ziel ist, digitale Zellatlanten des Körpers zu erstellen, die wie virtuelle Zwillinge funktionieren“, sagt der Wissenschaftler. „Damit könnten wir Krankheiten künftig am Computer analysieren und neue Therapien deutlich schneller testen.“

Digitale Zwillinge sind virtuelle Modelle biologischer Organismen, die mithilfe von KI, Bildgebung und molekularen Daten möglichst realitätsnah den Körper auf Zellebene abbilden. Forschende könnten damit künftig Krankheiten simulieren, Therapien digital testen und Krankheitsprozesse besser verstehen – teilweise sogar ohne zusätzliche Tierversuche.

*An der Studie wirkten neben Helmholtz Munich auch Forschende der Ludwig-Maximilians-Universität München, der Technischen Universität München, der Universitäten Leipzig und Zürich sowie des Imperial College London mit. Von der LMU brachte sich insbesondere das Institut für Schlaganfall- und Demenzforschung am LMU Klinikum ein.