Hamburger Startup: Künstliche Intelligenz für die Zellenforschung

29. April 2022

Hamburger Biotechnologie-Startup TRI will mit integrierter Lösung Forscher entlasten. Serie: Innovationen in der Medizin

Stammzellen sind für die medizinische Forschung besonders interessant. „Das liegt daran, dass Stammzellen sich zu jeder anderen Zelle entwickeln können, seien es Hautzellen oder Herzmuskelzellen“, erklärt Dr. Johannes Bauer, Mitgründer des Hamburger Biotechnologie-Startups TRI Thinking Research Instruments. Gerade diese Weiterentwicklung ist aber auch ihr Ziel: Stammzellen wollen sich teilen, um zu anderen Zellen zu werden. Für Forschungszwecke sollen Stammzellen zwar vermehrt werden, aber möglichst in ihrem ursprünglichen Stadium verbleiben – was schwierig ist, denn hier haben die Forscher quasi die Natur gegen sich. Für das Gelingen von Forschungsprojekten und -Experimenten ist es jedoch wichtig, möglichst genau zu wissen, in welchem Stadium die Zellen sind. Und da kommt VAIDR ins Spiel – ein All-in-one-System aus Mikroskop, Rechenhardware und Software, entwickelt von den TRI-Gründern Dr. Johannes Bauer und Dr. Bruno Chilian. Lesen Sie Teil vier unserer Serie „Zukunftstechnologien in der Medizin“.

Ziel: Vergleichbare zu Daten generieren

VAIDR steht für „Visuelle AI“ – englisch für künstliche Intelligenz (KI) – sowie DR für drug research, also Wirkstoffforschung. Die KI analysiert den Zustand der Zellen und den Grad der Differenzierung, sowie deren Qualität, denn je nach Experiment, kann es vorkommen, dass Zellen absterben. „Unser Produkt übernimmt die Bilddatenakquise, die dauerhafte und sichere Verwaltung von Primär- und Metadaten und bietet eine automatische, objektive, konsistente KI-gestützte Bildanalyse und Ergebnisauswertung“, erläutert Bauer. Je nach Projekt müssen Tausende, manchmal Hundertausende Bilder analysiert werden – also theoretisch durch ein Mikroskop betrachtet werden. Ideal für KI, ist Bauer überzeugt. „KI hat den Riesenvorteil, dass sie nach dem Mittagessen nicht müde wird, sondern kontinuierlich nach den gleichen Maßgaben bewertet. So lassen sich vergleichbare Daten generieren.“ Die integrierte Lösung könne auf jede gewünschte Fragestellung trainiert werden, etwa für die Suche nach neuen Wirkstoffen für die Medikamentenentwicklung. „Dazu ist kein KI-Wissen seitens des Nutzers erforderlich“, so Bauer.

Die TRI-Gründer Dr. Bruno Chilian und Dr. Johannes Bauer

Zellenanalyse im Bioreaktor

VAIDR soll also Forscher von Analyse-Aufgaben entlasten, die für Menschen zeitaufwendig, eintönig und somit fehleranfällig sind. Das System werde aktuell etwa vom Institut für Humangenetik am UKE, dem Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin in Berlin oder der Arbeitsgruppe Zellbiologie bei Public Health England genutzt. Dr. Johannes Bauer und Dr. Bruno Chilian haben bereits ein weiteres Produkt in Planung: SAIBR. Der Name steht für "Seeing AI for Bio Reactors" und Bauer erklärt den Ansatz nochmals am Beispiel von Stammzellen und der Implantat-Therapie, bei der aus Stammzellen Gewebe gezüchtet wird, um etwa nach einem Herzinfarkt gesundes Herzgewebe implantieren zu können. „Für diese Forschung werden große Mengen an Stammzellen benötigt, die in großen Behältern, sogenannten Bioreaktoren, gezüchtet werden. Das Problem: Wir können nicht reinschauen, wie sich die Zellen entwickeln. Mit SAIBR können wir die Kulturen im großen Stil überwachen.“
ys/kk