Die Zukunft liegt in der personalisierten Medizin, die eine bessere Abstimmung der Behandlung auf den individuellen Patienten anstrebt und dadurch die Chancen einer erfolgreichen Therapie steigert und Nebenwirkungen vermeiden hilft. Die Grundlage dafür bildet eine präzisere Diagnostik.

„Die gängigen Therapien für Erkrankungen wie Krebs wirken oft bei mehr als der Hälfte der Patienten nicht“, meint Dr. Achim Plum, Leiter des Forschungsschwerpunkts BioScience bei Siemens Corporate Technology. „Was wirklich wirkt, entscheidet sich in der molekularen Struktur der Menschen und den molekularen Defekten, die zu ihrer Erkrankung führten – und die sind sehr individuell. Wir forschen deshalb an neuen Technologien und Verfahren, die dabei helfen sollen, Informationen über krankheitsrelevante Änderungen in der Struktur oder Aktivität einzelner Gene in unserem Erbgut, zuverlässig und schnell zu liefern.“ Für die medizinische Entscheidungsfindung ist eine schnellere und einfachere Diagnose vor Ort gefragt, die sich in die Krankenhausroutine einfügt. Zugleich werden aber auch hochauflösende Sequenzierungstechnologien benötigt. Diese erlauben komplexere Analysen, indem sie den exakten genetischen Code eines Menschen umfassend entschlüsseln.

Neben der molekularen Struktur spielen zelluläre Systeme eine große Rolle. Eine schnellere und genauere Analyse von Zellen, die aus Blut oder anderem Probenmaterial gewonnen werden, erlaubt Behandlungsentscheidungen besser auf das individuelle Krankheitsbild eines Patienten abzustimmen. Siemens arbeitet hier beispielsweise an einem neuartigen Verfahren, das Tumorzellen aus dem Blut abtrennt und deren weitere Charakterisierung ermöglicht.

„Für den Erfolg einer Behandlung ist oft ausschlaggebend, ob ein Medikament im Körper eines Patienten langsam oder schnell abgebaut wird, oder ob es ungewollte Nebenwirkungen hat. Mit Hilfe von Chips könnte es möglich sein, die Reaktion lebendiger Zellen auf verschiedene Medikamente oder auf Schadstoffe zu testen“, berichtet Plum.

Der virtuelle Patient

Ein noch junges Forschungsgebiet im Bereich der Biomedizin ist die Systemmedizin. Ihr Ziel ist es, unterschiedlichste komplexe medizinische Daten, z.B. von bildgebenden Verfahren und der molekularen Diagnostik, zuverlässig zu verarbeiten und nutzerfreundlich bereitzustellen. Algorithmen und mathematische Modelle sollen dabei helfen, das vorhandene Wissen intelligent zu interpretieren und dem Arzt Behandlungsoptionen vorzuschlagen. Therapien könnten an virtuellen Zwillingen der Patienten in Computersimulationen getestet werden, um so deren Wirkungen und Nebenwirkungen für den individuellen Patienten vorherzusagen.

Klinische Daten werden derzeit mit Hilfe von Krankenhaus-Informationssystemen bereitgestellt und verarbeitet. Durch die Entschlüsselung des Erbguts des individuellen Patienten und der intelligenten Interpretation dieser Daten sowie weiterer diagnostischer Informationen werden künftig große Datenmengen anfallen. Daher gilt es, Krankenhaus-Informationssysteme für diese Herausforderung fit zu machen. Siemens Corporate Technology entwickelt dafür den Prototypen eines Moduls, das künftig erlauben soll, auch genetische Analysen und Ergebnisse über Krankenhaus-Informationssysteme abzurufen. Weitere Projekte zielen darauf ab, Algorithmen zu entwickeln, die es ermöglichen sollen, neue Erkenntnisse aus diesen und weiteren klinischen Daten gewinnen. Damit sollen medizinische Entscheidungen besser auf die Situation des individuellen Patienten abgestimmt werden.

In der personalisierten Medizin steckt großes Potenzial, die Gesundheitsversorgung besser, sicherer und kosteneffizienter zu gestalten. Mit dem Forschungsschwerpunkt BioScience will Siemens dazu beitragen, dieses Potenzial auszuschöpfen – für Siemens, aber vor allem zum Wohl des Patienten.