Projektpartner waren die MoKi Analytics GmbH, Leipzig (Projektkoordination, Dr. Judith Kikhney), das Institut für Medizinische Mikrobiologie und Virologie des Universitätsklinikums Leipzig (Prof. Dr. Annette Moter), die Intavis Peptide Services GmbH & Co. KG, Tübingen (Dr. Steffen Hüttner), die MetaSystems Hard & Software GmbH, Altlussheim (Dr. Andreas Plesch) sowie die NEXUS / CHILI GmbH, Dossenheim (Dr. Uwe Engelmann).

Im Fokus stand die infektiöse Endokarditis, eine lebensbedrohliche Biofilminfektion der Herzinnenhaut und Herzklappen.

„Die infektiöse Endokarditis ist trotz aller Fortschritte weiterhin eine Erkrankung mit hoher Sterblichkeit. Unser Ziel war es, die zugrunde liegenden mikrobiologischen Prozesse direkt am klinischen Material sichtbar zu machen und so Therapieentscheidungen besser zu individualisieren“, erklärt Prof. Dr. Annette Moter.

Kern der Entwicklung ist ein sogenannter Biofilm-Classifier, der moderne molekularbiologische Verfahren mit automatisierter Bildanalyse und künstlicher Intelligenz kombiniert. Dafür wurden unter anderem innovative PNA-FISH-Sonden entwickelt.

„Mit unseren PNA-FISH-Sonden können wir mikrobielle Aktivität deutlich sensibler darstellen als bisher. Das ist eine wichtige Voraussetzung, um Infektionen besser zu verstehen und gezielt zu behandeln“, so Dr. Steffen Hüttner, Intavis Peptide Services.

Die technologische Umsetzung wird durch automatisierte Bildaufnahme und KI-gestützte Auswertung ergänzt.

„Die Kombination aus automatisierter Bildaufnahme und KI-Analyse ermöglicht erstmals eine objektive und reproduzierbare Bewertung des Infektionsverlaufs“, erläutert Dr. Andreas Plesch von MetaSystems.

In klinischen Studien wurden die gewonnenen Bilddaten mit Patientendaten und Antibiotikatherapien korreliert.

„Wir konnten zeigen, dass sich aus den Daten neue Ansätze für Risikobewertung und Therapieentscheidungen ableiten lassen. Perspektivisch können wir Ärztinnen und Ärzte so deutlich gezielter unterstützen“, ergänzt Prof. Dr. Annette Moter.

Ein zentraler Baustein innerhalb des Projekts war die Entwicklung eines multimodalen FISH-PACS-Ansatzes zur strukturierten Verwaltung und Analyse der entstehenden Bilddaten durch die NEXUS / CHILI GmbH. Dabei werden mikroskopische Aufnahmen mit makroskopischen Bildern der entnommenen Proben integriert und in einem gemeinsamen Kontext verfügbar gemacht.

„Wir führen alle bildgebenden Informationen zu einer Probe in einem System zusammen und machen ihre Zusammenhänge sichtbar. So entsteht erstmals eine durchgängige digitale Prozesskette von der Probe bis zur Therapieentscheidung“, sagt Dr. Uwe Engelmann.

Die erzielten Ergebnisse gehen über die ursprüngliche mikrobiologische Anwendung hinaus.

„Die entwickelten Konzepte sind nicht auf ein Fachgebiet beschränkt. Wir sehen großes Potenzial auch in Bereichen wie Virologie oder Pathologie“, betont Dr. Judith Kikhney, Projektkoordinatorin bei MoKi Analytics.

Nach Projektabschluss ist geplant, die Demonstratoren in ein marktfähiges Medizinprodukt weiterzuentwickeln, das insbesondere naturwissenschaftlichen Laboren mit FISH-Technologie neue Möglichkeiten der digitalen Analyse und Dokumentation eröffnet.

Mit dem erfolgreichen Abschluss von TEAM wurde ein wichtiger Schritt hin zu datengetriebener, personalisierter Infektionsmedizin erreicht – mit dem Potenzial, Diagnostik, Therapieplanung und klinische Entscheidungsprozesse nachhaltig zu verbessern.