BrainEXP bringt KI-gestützte Bildgebung des Gehirns der klinischen Anwendung näher

LIH-Projekt erhält FNR-TREK-Förderung zur Weiterentwicklung eines innovativen MRT-basierten Ansatzes für Biomarker der Alzheimer-Krankheit

• Brain Imaging & Neuro-Epidemiology Gruppe (BraINE), DoCR
• Abteilung für Krebsforschung

Das Projekt BrainEXP, das von der Forschungsgruppe Brain Imaging and Neuro-Epidemiology (BraINE) am Luxembourg Institute of Health (LIH) entwickelt wurde, wurde für eine Förderung im Rahmen des TREK-Programms des luxemburgischen Luxembourg National Research Fund (FNR) ausgewählt. Unter der Leitung von Dr. Olivier Keunen und Dr. Magali Perquin wird das Projekt eine innovative KI-gestützte Plattform weiterentwickeln, die aus routinemäßigen MRT-Untersuchungen Informationen über Biomarker der Alzheimer-Krankheit ableiten soll. Ziel ist es, die Technologie ihrer klinischen Anwendung unter realen Bedingungen und ihrer Vermarktung näherzubringen.

Die Diagnose und Verlaufskontrolle der Alzheimer-Krankheit stützen sich zunehmend auf biologische Marker, die charakteristische Veränderungen im Gehirn sichtbar machen können. Die Positronen-Emissions-Tomografie (PET) kann besonders wertvolle Informationen über Biomarker wie Amyloid-beta, Tau und die Stoffwechselaktivität des Gehirns liefern. Der Zugang bleibt jedoch aufgrund der Kosten, der erforderlichen spezialisierten Infrastruktur und des Einsatzes radioaktiver Tracer begrenzt. Die MRT hingegen ist nicht invasiv, breiter verfügbar und deutlich kostengünstiger.

BrainEXP soll diese Lücke schließen. Die innerhalb der LIH-Forschungsgruppe Brain Imaging and Neuro-Epidemiology entwickelte KI-gestützte Plattform nutzt routinemäßig erhobene MRT-Daten, um Informationen zu erzeugen, die denen einer PET-Untersuchung entsprechen und für die Alzheimer-Krankheit relevant sind. Ihre zentrale Anwendung BrainEXP-AD wird entwickelt, um Informationen über Amyloid-beta, Tau und die Stoffwechselaktivität des Gehirns bereitzustellen, ohne dass eine zusätzliche PET-Untersuchung erforderlich ist. Dieser Ansatz könnte künftig den Zugang zu erweiterten Informationen über Biomarker des Gehirns erleichtern und damit eine frühere Diagnose und die Patientenversorgung unterstützen. Zugleich könnte er die Identifizierung und Verlaufskontrolle von Teilnehmenden an klinischen Studien zur Alzheimer-Krankheit erleichtern. Längerfristig könnte der zugrunde liegende Ansatz auch auf andere neurologische Erkrankungen ausgeweitet werden.

Die FNR-TREK-Förderung markiert einen wichtigen Schritt auf dem Weg von BrainEXP als vielversprechender Forschungsentwicklung hin zu einer Lösung, die schließlich unter realen Bedingungen getestet werden kann. Im Verlauf des Projekts möchte das Team BrainEXP-AD vom technologischen Reifegrad 3 (TRL3), der einem validierten Forschungsprototyp entspricht, auf TRL5 weiterentwickeln und ein für weitere Tests geeignetes minimal funktionsfähiges Produkt (Minimum Viable Product) erstellen.

Parallel zur weiteren wissenschaftlichen und technischen Entwicklung wird das Projekt den Weg zur klinischen und kommerziellen Umsetzung untersuchen. Dazu gehören die Vorbereitung auf die einschlägigen europäischen regulatorischen Anforderungen, die Entwicklung einer benutzerfreundlichen Oberfläche und die Festlegung einer Strategie für geistiges Eigentum, Marktpositionierung und Geschäftsmodell, um die Technologie ihren künftigen Nutzern näherzubringen.

Das Team hat bereits einen Prototyp entwickelt und bezieht klinische Expertise ein, um sicherzustellen, dass die Entwicklung tatsächlichen medizinischen Bedürfnissen entspricht. Derzeit basiert die Forschung auf anonymisierten öffentlichen Datensätzen. Weitere Validierungen und Tests unter realen Bedingungen sind Teil der längerfristigen Entwicklung der Technologie.

Über seine unmittelbaren Forschungsziele hinaus verdeutlicht BrainEXP den Anspruch des LIH, wissenschaftliche und technologische Innovationen in Lösungen mit konkretem Potenzial für Patienten und die Gesundheitsversorgung zu überführen. Durch die Verbindung von Fachwissen in den Bereichen Bildgebung des Gehirns, Epidemiologie, künstliche Intelligenz und klinische Praxis möchte das Team eine solide Grundlage für die künftige Nutzung der Technologie schaffen, unter anderem durch eine mögliche Lizenzvergabe oder die Gründung eines LIH-Spin-offs.

BrainEXP soll wertvolle Informationen über die Gesundheit des Gehirns leichter zugänglich machen, indem wir auf einer Bildgebungstechnik aufbauen, die in der klinischen Praxis bereits weit verbreitet ist. Mit der Unterstützung des FNR-TREK-Programms haben wir nun die Möglichkeit, unsere Forschung über das Prototypstadium hinaus voranzubringen und zu untersuchen, wie daraus eine robuste Lösung mit echtem klinischem und kommerziellem Potenzial entstehen könnte. Letztlich möchten wir dazu beitragen, moderne Biomarker der Alzheimer-Krankheit mehr Patienten zugänglich zu machen – ohne die Kosten, die Strahlenbelastung und die eingeschränkte Verfügbarkeit, die mit der PET-Bildgebung verbunden sind

erklärt Dr. Olivier Keunen, Leiter der BraINE-Gruppe am LIH.

Das Projekt startet im Oktober 2026 und umfasst zwei aufeinanderfolgende TREK-Phasen von jeweils zwölf Monaten. Der Beitrag des FNR beläuft sich für beide Phasen zusammen auf 372.437 Euro.