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Warum KI den Weg zu passgenauen Rheuma-Therapien ebnet
Episode Transcript
Die Medizinische Universität Wien bewegt sich in die Zukunft.
Neue Forschungsgebäude sprießen aus dem Boden, zum Beispiel gerade das Zentrum für translationale Medizin.
Und neue, herausragende Forscherpersönlichkeiten werden an die Universität berufen.
Mein Name ist Martin Burger und ich habe die Freude und die Ehre Woche für Woche mit einigen dieser Berufenen zu sprechen, ihren Werdegang und ihre Arbeit kennen zu lernen.
Die Aufnahme läuft, Michael Bonelli ist heute unser Gast.
Hallo!
Vielen Dank für die Einladung.
Professor Bonelli ist stellvertretender Leiter der klinischen Abteilung für Rheumatologie, Leiter der Clinical and Translational Science Unit und seit August Professor für Experimentele Rheumatologie.
Sein Ziel ist es, neue Therapien für Autoimmunerkrankungen zu entwickeln und die Brücke von der Grundlagenforschung in die klinische Praxis zu schlagen.
Herr Professor Bonelli, wie es sind Sie ursprünglich zur Rheumatologie gekommen?
Ich habe mich immer schon sehr für Immunologie und für die Pathomechanismen, die Entstehung der Erkrankungen im speziellen Autimunerkrankungen interessiert.
Hatte da auch das Glück, sehr spannende Vortragende während meinem Medizinstudium zu haben.
Und die während der Medizinstudium habe ich auch die innere Medizin kennengelernt und mich für Autimunerkrankungen fasziniert.
Rheumatologie ist so eine Kombination aus Immunologie, Verstehen von Erkrankungen unter inneren Medizin und so kam es zu diesem für mich sehr guten Match.
Gab es da eigentlich ein Schlüsselerlebnis?
Fragt man gerne oder eine bestimmte Fragestellung, die sind diese Richtung gelenkt?
Ja, Schlüsselerlebnisse gab es mehrere.
Also wie gesagt, während dem Medizinstudium schon hatte ich wirklich sehr gute Vortragende und sehr gute Lehrende.
Wenn ich an die rheumatologischen Vorlesungen denke, dann fällt mir spontan eine Vorlesung beispielsweise ein von einem ehemaligen Kollegen, der uns Disklerodermie eine sehr seltene rheumatische Erkrankung näher gebracht hat und uns auch mit Patientinnen interagieren.
Lies und so habe ich auch diese Seite der Rheumatologie kennengelernt und das ist mir jetzt als prägendes Erlebnis auch im Gedächtnis geblieben.
Sie haben unter anderem, Achtung, an gelesenes Wissen eine Research Fellowship National Institute of Health in den USA absolviert.
Welche Erfahrungen?
Von damals prägen Ihre Forschungen bis heute.
Das ist richtig.
Ich habe am Ende meiner Facharztausbildung ein sogenanntes Erwin Schrödinger Stipendium geschrieben und dann in weiterer Folge auch bekommen.
Und mit diesem Stipendium konnte ich einen Auslandsaufenthalt anstreben, habe mir zu diesem Zeitpunkt verschiedene Labore in der Halb der USA angeschaut, dann mich dann für das Laber von Dr.
John Oché entschieden und hatte in diesem Laber die Möglichkeit, alle von epigenetischen Zellenmodifikationen für Zellstabilität zu untersuchen, speziell unter entzündlichen Bedingungen.
Das hat mir natürlich mehrere Vorteile gebracht.
Zum einen konnte ich mich mit Toden beschäftigen und mit Toden erlernen, die wirklich seht auf die Art und schon zukunftsweise waren, die ich in weiterer Folge auch in Wien dann etablieren konnte.
Und ich habe auch ein sehr gutes und wichtiges Forschungsnetzwerk kennengelernt mit Kolleginnen aus verschiedensten Bereichen der wissenschaftlichen Forschung, mit denen ich noch nach wie vor sehr eng interagiere und mit dem wir sehr spannende Forschung machen können.
Damit Sie mir schon mittendrin in Ihrer wissenschaftlichen Laufbahn lassen Sie uns jetzt ein bisschen genauer auf Ihre Professur und auf die Schwerpunkte Ihrer Arbeit eingehen.
Was bedeutet für Sie diese Professor für experimentelle Rheumatologie.
Experimentelle Rheumatologie, wenn ich es kurz zusammenfassen möchte, was es für mich bedeutet, ist es die Anerkennung zu sehen, auch wie wichtig es ist, immunologische Grundlagenforschung in die Klinik, in die innere Medizin, in die Autimoneerkrankungen zu bringen.
Welche Rolle spielt dieser Bereich, die experimentelle Rheumatologie, als Schnittstelle zwischen Grundlagenforschung und Klinik?
Das ist ein ganz wesentlicher Bereich, eine ganz wichtige Frage.
Wenn man jetzt ein bisschen auf die Geschichte der Rheumatologie zurückschaut, dann ist das ja eigentlich ein sehr initial, sehr kleines Fach, hat er in den letzten dreißig Jahren eine große Erfolgsgeschichte erlebt.
Wir haben sehr viele Fortschritte gemacht im Bereich der Diagnosen von rheumatischen Erkrankungen, aber eben auch besonders im Bereich der Therapien.
massivem Erfolge, die wir im Bereich der Therapien von rheumatologischen Erkrankungen machen konnten, liegen dem zugrunde, dass wir sehr viel über Autimunerkrankungen, über die Pathomechanismen, die diese Autimunerkrankungen vorantreiben lernen.
Wir haben gelernt, welche Target, also welche Therapieziele wir angreifen können.
Es hat dann diese große Ära der monoktonalen Antikörper gegeben, wo wir bestimmte bräunflamatorische Zyktokine auch gezielt tageten können, die Prominentersten Beispiele sind wahrscheinlich TNF oder Interlochen-Sebzen oder Interlochen-Sechs.
Wir haben auch andere Therapien, wo wir gezielt zählen, auch depletieren können, die halt Krankheitsauslösungen sind.
Und dieser massive Fortschritt, den wir erlebt haben in der Therapie von rheumatischen Erkrankungen, ist der Grundlagenforschung, dem Verständnis der Immunologie eigentlich zu verdanken.
Die haben einmal gesagt, die experimentelle Rheumatologie, die kann zu einem Paradigmenwechsel führen.
Häufig nutzte Phrase gemeint.
ist das zu einem Umbruch, einem Schwenk in der Behandlung vielleicht sogar eines Tages, wie genau?
Da sind wir schon ein bisschen in der Zukunft.
natürlich und wenn man jetzt historisch betrachtet, wie wir an die Behandlung unserer Patienten herankommen, dann ist das natürlich ein sehr komplexer Schritt, der in verschiedenen Stufen abläuft.
Wir müssen zuerst einmal den Patienten diagnostizieren und haben dann in der Diagnosebox verschiedene medikamentöse Therapien zur Verfügung, die für die jeweilige Diagnose zugelassen sind.
Der nächste Schritt, den wir machen, ist dann diese Therapien eigentlich auszusuchen, aber nicht gezielt, sondern nach einem trial-and-arrow-Prinzip.
Das heißt, wir wählen eine Therapie aus und testen drei Monate lang, ob der Patient, der Patientin, die Patientin auf diese Therapien auch wirklich anspricht.
Erst dann, wenn der Patient nicht anspricht, wechseln wir die Therapie.
Der Paradigmenwechsel, den ich sehe, ist dahin gehen, dass wir außerhalb von diesen klassischen Boxen denken, außerhalb von, wir brauchen die Diagnose, dann versuchen wir die Therapien, sondern wir wollen eigentlich den dominanten, entzündungstreibenden Krankheitspass, wer erkennen und den dann gezielt behandeln.
Im Wahrheit spricht man eigentlich von personalifizierter Medizin, die außerhalb der klassischen Diagnoseboxen geht, die sogar außerhalb der klassischen Rheumatologie geht, sondern weit fächerübergreifend denken soll, weil es halt viele entsündliche Komponenten gibt, die mit anderen, die mit anderen Disziplinen auch gemeinsam sind, wie der Thermatologie oder der Gastrheumatologie.
Ich glaube hier, Hoffentlich wird es zu einem Umdenken kommen.
Hier wird die Experimentellräumatiatologie auch einen wesentlichen Beitrag leisten zu dieser Entzündungsforschung.
Ein zentrales Stichwort für Ihre Arbeit ist, wir haben schon einige Mal erwähnt, die Translation, also die Übertragung von Forschungserkenntnissen in die klinische Praxis.
Dazu gehören eben auch neue Therapieformen.
Sie arbeiten mit Kollegen in einem Verfahren.
Jetzt kommt ein ganz schwieriges Wort, das mit Hochdurchsatzmikroskopie, also das sind, wenn ich es richtig verstehe, automatisierte Bildanalysen, einer großen Zahl von Proben, mit dieser Technik individuelle Therapien vorhersagen kann.
Wie könnte das die Behandlung verändern?
Ja, das ist basiert auch auf dem Prinzip, dass ich vorher angesprochen habe, nämlich ist, dass wir zwar auf der einen Seite diese sehr guten und effizienten Therapien zur Verwügung haben, aber noch keine Tools wirklich in den Händen haben, um diese Therapien auch zielgerichtet für den richtigen jeweiligen Patienten zu finden.
Und die Methoden, an denen wir forschen und da gehört auf Englisch würde man das als Automated High Content Microscopy bezeichnen dazu.
Da werden viele mikroskopische Bildanalysen generiert, wo wir die verschiedenen Medikamente auch testen können und verschiedene Charakteristiker beschreiben können, wie beispielsweise Zell-Häufigkeit, Effekte von Medikamenten auf die zelluläre Intellektion, auf die Morphologie, das morphologische Bild von Zellen.
Auch innerhalb mittels künstlicher Intelligenz wollen wir diese Daten mit Therapieansprechen kombinieren und sind es sehr zuversichtlich, dass diese Technologien auch dafür genutzt werden können, dass man Therapieansprechen vorher sagen kann, also wenn man so will einen wirklichen Biomaker entwickeln kann für die Therapien, was für unsere Patientinnen bedeutet.
dass wir nicht mehr dieses trial and error Prinzip haben, wo wir irgendwie Therapien probieren, sondern eigentlich innerhalb von zwei bis drei Tagen wissen, worauf wir der Patient gezielt ansprechen.
Das sind unfassbare Datenmengen, die hier generiert werden.
Und da hat sich jetzt sehr viel getan, muss man auch sagen, dank der künstlichen Intelligenz, weil wir halt lernen, mit diesen enormen Datensätzen auch umzugehen.
Sie beschäftigen sich mit struktureller Immunität.
Jetzt habe ich es mir zur Angewohnheit gemacht, bevor ein Interviewgast zu mir kommt und ich zu ihm.
Google ich ihn einmal und seine wichtigsten Forschungsstichworte.
Da bin ich gescheitert.
Also der Begriff struktureller Immunität, wenn man es will, ist auch ein sehr moderner Begriff und soll das widerspiegeln, die Tatsache, dass wir neue Methoden haben, auch jetzt in das entzündete Gewebe zu schauen.
Also früher war es immer so, man hat sich prima im speziellen Bereich der Forschung das zugängliche Material angeschaut.
In dem Fall war das, das ist das Peripherreblut.
Mittlerweile haben wir Methoden auch auf Einzelzeilebene direkt das entzündete Gelenk zu analysieren.
Und das ist jetzt etwas, womit ich mich mit meiner Arbeitsgruppe beschäftige.
Wir können jetzt beispielsweise bei entzündlichen Gelenkserkrankungen direkt in das Gewebe hineinschauen, um auf Einzelzerlebene analysieren und zu schauen, können wir beispielsweise bestimmte Muster von Patienten erkennen, die wiederum erklären, warum bestimmte Patienten einen bestimmten Krankheitsverlauf haben oder warum es eine Gruppe von Patienten gibt, die auf bestimmte Therapeutiker ansprechen.
Also da lernen wir gerade sehr exponentiell viel über den Ort des entzündeten Geschehens durch diese neuen Methodologien.
In einem Land, wo eben, ich denke nur daran, wo viele Menschen Anatoose leiden, die dann in eine Erdritis übergehen kann, manchmal gibt es auch den umgekehrten Weg, wird man natürlich hellhörig, wenn sie sowas sagen und da möchte ich dann wissen, welche neuen Immuntherapien sie in der Rheumatologie am Horizont sehen.
Das ist auch eine sehr gute Frage und eine sehr wichtige Frage, weil man bedenken muss, ich rede mal von Therapie erfolgen und von den neuen guten Therapien, die wir haben, das stimmt auch, aber was man auch bedenken muss leider ist, dass bis zu dreißig Prozent unserer Patienten, auch obwohl wir verschiedenste Therapeutiker haben, überhaupt nicht auf irgendeine Therapie ansprechen und natürlich einem großen Leidensdruck nach wie vor ausgesetzt sind.
Und für dieses Patienten Gibt es jetzt doch also sehr spannende neue Entwicklungen, wo sich sehr viel getan hat?
Und da denkt man an erster Stelle eigentlich jetzt einmal an die zellulären Therapien, die kommen.
Das heißt, es ist jetzt eine ganz neue Entwicklung im Bereich der Rheumatologie oder im Bereich auch der Autimunerkrankungen, die Onkologen sind, damit schon eher vertraut, als wir Internisten in dem Sinne.
Aber worum es hier geht, ist, dass wir körperigene Zellen...
isolieren können, diese Zellen trainieren können, verändern können, den Patienten wiederum verabreichen können, um mit dem Immunsystem quasi gemeinsam diese patogenen, krankheitserregenden Zellen auch zu therapieren.
Und hier denke ich an zwei spezielle Therapien, die diese KT-Zeltherapien, von denen man jetzt in letzter Zeit sehr viel hört, und auch die sogenannten regulatorischen Tätseln.
Und da freut es mich zum Beispiel auch besonders, dass wir gerade am AKH in den letzten zwei Wochen einen gemeinsam mit den Kolleginnen der Transfusionsmedizin und der Hematologie auch den ersten Patienten in Österreich mit einer Autimunerkrankung behandeln konnten.
Das hört sich ja schon sehr interessant an.
Wie realistisch ist da die Hoffnung, dass man sagt, Autimunerkrankungen werden eines Tages nicht nur kontrolliert, sondern auch geheilt werden können.
Was man da bedenken muss, ist, dass alle Autemoneerkrankungen im Endeffekt chronische Erkrankungen sind.
Das heißt, die Therapien, selbst wenn wir sie finden oder die richtige Therapie für den richtigen Patienten finden, ist es im Endeffekt so gedacht.
dass diese Therapien lebenslanger folgt, weil wir die Ursache der Erkrankung in dem Sinne noch nicht beheilen können.
Und da haben wir das erste Mal jetzt, würde ich sagen, einen Hoffnungsschimmer für unsere Patientinnen, was wir eben bei diesen zellulären Therapien, also speziell bei den KT-Zellen, sehen ist, dass es wirklich zu einem Reset des Immunsystems kommt und dass es nach dieser einmaligen Gabe auch dazu führt, dass Patienten im Krankheitsstillstand bleiben und dass die Erkrankung bislang zumindest nicht mehr austritt.
Kommen wir jetzt schon gegen Ende von der Laborforschung hin zur klinischen Anwendung, weil das genau meint die Translation zu ihren auch aktuellen Vorhaben.
Dazu gehen wir mal auch einen Schritt zurück.
Sie waren ja maßgeblich an vielen Studien zu Covid-IX Impfungen.
Ja, das Thema haben manche schon wieder verdrängt, aber es ist noch nicht zu lange her, beteiligt und zwar bei immunsuprimierten Patienten und Patientinnen.
Was konnten Sie hier zeigen?
Sein Recht.
Translation ist natürlich im Endeffekt, um es zum Patienten zu bringen, immer möglich durch klinische Studien.
Und Sie haben COVID-IX angesprochen, das ist für viele von uns und unsere Patientinnen natürlich sehr traumatisch behaftet, dieses Wort mittlerweile.
Aber ich konnte auch sehr viel positive Seiten oder Zeiten erleben, nämlich was sich eben gezeigt hat ist, dass speziell jetzt im Bereich der Forschung es extrem evident war, wie gut wir Forscher eigentlich zusammenarbeiten können, wie effizient wir zusammenarbeiten können, um neue Erkenntnisse für unsere Patientinnen zu gewinnen.
Das betrachte ich immer als sehr unglaublich positive Erfahrung.
Wenn Sie jetzt COVID-IX-Impfungen und Immunsuppressionen ansprechen, dann ist das natürlich ein unglaublich wichtiges Thema.
Hier konnten wir zahlreiche Klinischstudien durchführen, gemeinsam eben mit den Kollegen vom Institut für Virologie, für die Labormedizin oder anderen Kollegen, anderen Fachdisziplinen am MAKA-H, wo wir eben zeigen konnten, wie sich immunsuppressive Therapien auf Impfungen ganz generell auswirkt, konnten dementsprechend zeigen oder vorgeben, in welchem Intervall, in welchem zeitlichen Zusammenhang eine Therapie erfolgen sollte im Vergleich zu deiner Impfung und konnten hier dementsprechend auch Impfempfehlungen formulieren, die beispielsweise auch von der Weltgesundheitsorganisation als Impfempfehlung für immunsupprimierte Patienten aufgegriffen wurde.
Sie ist schon ein bisschen angeklungen.
Die Rolle von Netzwerken, von Zusammenarbeit und Kooperationen.
Wie wichtig ist die Zusammenarbeit zwischen Grundlagenforschung, der Klinik und auch die Industrie?
Lassen Sie uns ein bisschen hinter die Kulissen schauen.
Ja, es ist natürlich ein ganz wesentlicher Aspekt.
Also Forschung in dem Sinne wird immer komplexer.
Die Methodologien werden immer aufwendiger.
Wir bekommen unser Wissenwächs exponentiell.
Und das bedeutet, dass wir im Endeffekt Forschung nicht mehr alleine machen können, sondern unter Streichtheit, wie wichtig es ist, zusammenzuarbeiten.
habe ich die Möglichkeit, auf der einen Seite in sehr vielen nationalen, aber auch sehr vielen internationalen Forschungsnetzwerken tätig zu sein.
Ein nationales Forschungsnetzwerk beispielsweise ist ein Spezialforschungsbereich unter der Leitung von Prof.
Wilfried Elmeyer, wo wir beispielsweise die Rolle von epigenetischen Veränderungen für das Erkennen von Autemunerkrankungen studieren und die Rolle von epigenetisch modifizierten Therapien, die auch Zellen umprogrammieren können.
Ein anderes Beispiel, das mir auf internationaler Ebene einfällt und da bin ich auch den Europäischen Forschungsinitiativen sehr dankbar, dass sie das gemeinsam sowie die nationalen Forschungsförderungen auch aufgreifen ist, beispielsweise das Dark Matter-Projekt.
unter der Leitung von Thomas Vogel an der MedUni Wien, wo wir das Mikrobiom, das Antibody-Reportoire von Patienten mit Autemunerkrankungen studieren können, oder eben auch das Projekt Squeeze, auch ein europäischer Forschungs-Initiative unter der Leitung von Daniel Aledaha, wo wir auch Therapiestrategien optimieren, oder ein anderes Beispiel auch Autopix, das ist ein Rezent angelaufen, auch unter der Leitung von Daniel Aledaha.
wo wir halt künstliche Intelligenz mit Bildgebung kombinieren und neue Methoden analysieren, wie wir eben Bildgebung verwenden können, um Therapieansprechen zu monetieren und auch Diagnosen verbessern können.
Weil Sie jetzt auch die Industrie angesprochen haben, das ist natürlich auch ein wesentlicher Aspekt, wo wir Die Industrie ist sehr oft negativ behaftet, industrielle Forschung, was ich eigentlich versuche, es mit der Industrie sehr gut zusammenzuarbeiten.
Wir haben da auch sehr gute Erfahrungen gemacht.
Wir binden unsere Industriepartner auch zu einem frühzeitigen Moment in die Forschung ein.
Da gibt es extremes Wissen von Seiten der Industrie.
Wir versuchen uns hier auszutauschen und unsere Industriepartner auch hin zu den klinischen Studien zu begleiten, um jetzt Forschungsinitiativen und klinische Studien mitgestalten zu können, auch um das Design der klinischen Studien für die Patientinnen zu verbessern.
Das heißt mit anderen Worten, Sie können die Zukunft der Forschung auch aktiv mitgestalten.
Das ist richtig, also wir können hier auch den Design von den klinischen Studien mitwirken, wo wir dann das maximale Wissen auch für unsere Patientinnen generieren können und auch für den wissenschaftlichen Fortschritt.
Neben der Forschung ist ihnen die Ausbildung und die Zukunft der jungen Kollegen ein großes Anliegen.
Was erwarten Sie eigentlich?
Welche Entwicklungen wird die Rheumatologie nehmen in den nächsten zehn Jahren?
Ja, die nächsten zehn Jahre werden sicherlich sehr spannend für die Rheumatologie.
Noch spannender wahrscheinlich als die letzten zwanzig Jahre.
Da denke ich an sehr viele Dinge, die auf uns zukommen werden, das eine sind.
beispielsweise auch die Methoden auch jetzt Daten zu verarbeiten und auch gewisse Muster zu erkennen.
Diese Mustererkennung wird es uns erlauben, auch Patienten frühzeitig zu erkennen, noch bevor sie eigentlich Patienten sind.
Das heißt, wir gehen hier wirklich in Richtung der Prävention und können versuchen, Patienten vor der Manifestation der Erkrankung auch mit bestimmten Strategien zu behandeln, um das Ausbrechen der Erkrankung wirklich auch zu verhindern.
Und der zweite Punkt, den wir schon angesprochen haben, sind wirklich die Heilungsansätze, wo wir eben stichwort KTZ wieder auch tatsächlich das erste Mal von einer Heilung sprechen werden können.
Wie attraktiv ist die Rheumatologie für junge Ärztinnen und Ärzte oder welche Chancen sehen Sie da in diesem Bereich?
Das ist ein sehr attraktiver Bereich aus meiner Sicht, speziell für junge Ärztinnen und Ärzte, die sich eben für immunologische Vorgänge, für Grundlagenwissenschaften erkennen und auch dieses Bedürfnis haben, dieses Wissen anzuwenden, ist die Rheumatologie, denke ich, ein sehr wesentlicher und attraktiver Standort.
Und abschließend persönlich gefragt, gibt es ein Ziel, das Sie mit Ihrer Professur unbedingt erreichen möchten?
Ja, also für mich ist die experimentelle Rheumatologie dahingehend so wichtig, weil es aus meiner Sicht auch erlaubt oder eine Refliktion dessen ist, dass wir Erkenntnisse aus der Grundlagenforschung umsetzen können.
Üblicherweise, wenn wir daran denken, wie lange es dauert eine Basiswissenschaftliche Entdeckung zu haben und die wirklich zum Patienten zum Wohl des Patienten einsetzen zu können, wie beispielsweise ein Entzündungsparsway als Therapieform, dann vergehen hier üblicherweise dreißig Jahre.
Mein Ziel ist es jetzt speziell im Bereich der experimentellen Rheumatologie hier noch enger mit eben der Grundlagenwissenschaft, auch mit Industriepartnern zusammenzuarbeiten, um diese Translation von Wissen zu der klinischen Anwendung, sei es in der Therapie oder in der Diagnose, noch schneller vorantreiben zu können.
Michael Bonelli, vielen Dank für das Gespräch.
Dankeschön.