MAINCE: Medical AI combining Natural products and CEllular Imaging

Die frühzeitige Erkennung unerwünschter oder gar fehlender Wirkungen von Therapeutika stellt in der pharmazeutischen Forschung die größte Hürde für eine erfolgreiche Medikamentenentwicklung dar. An der JGU Mainz trainiert das interdisziplinär aufgestellte Team von Prof. Dr. Czodrowski, bei dem Forschungsgruppen aus Biologie, Chemie, Informatik, Medizin, Pharmazie und Physik beteiligt sind, eine KI, die bei der Identifikation der aussichtsreichsten Experimente unterstützen und planen soll. Dafür werden drei Datenquellen genutzt: 1.) hochaufgelöste mikroskopische Bilddaten (sowohl von Standardzelllinien als auch von primären Zellen), 2.) Synthese- und Strukturdaten und 3.) wissenschaftlich erhobene Textdaten.

Die im Projekt angewendete neurosymoblische KI verbindet dabei klassisches Machine Learning und generative Modelle mit der Fähigkeit Erklärungsketten aufzustellen. Dadurch kann die Anzahl an möglichen Ergebnissen eingeschränkt werden, um nur die Laborexperimente mit dem größten Erkenntnisgewinn real durchzuführen. Hieraus sollen dringend benötigte Therapeutika für die Immunologie entwickelt werden.

Zusammengefasst soll mittels multi-modaler, generativer KI der Durchbruch geschafft werden, innovative Immun-Therapeutika ausgehend von hochaufgelösten zellulären Aufnahmen zu entwickeln, die direkt experimentell auf ihre Wirkung und Nebenwirkung überprüft werden.