EMBRACE

Von patientenabgeleiteten Modellen zu virtuellen Patienten

Über das Projekt

EMBRACE (Engineered Models and Platforms for Biomolecular and AI-based Cell & Tissue Exploration) ist ein dreijähriges Pilotprojekt, das modernste experimentelle Forschung mit datengetriebenen KI-Methoden verbindet.

Ziel ist es, sogenannte „virtuelle Patienten“ zu entwickeln, mit deren Hilfe biologische Reaktionen auf Erkrankungen und Therapien präzise vorhergesagt werden können.

Im Fokus steht zunächst Darmkrebs (Colorectal Cancer, CRC). Hierfür werden patientenabgeleitete Organoide, Gewebeschnittkulturen, hochauflösende Bildgebung, Omics-Technologien mit KI-basierter Modellierung verknüpft. Die gewonnenen Daten fließen kontinuierlich in digitale Modelle ein, die wiederum neue Forschungsansätze und Experimente ermöglichen.

Das Projekt basiert auf drei eng verzahnten Plattformen:

  • Tissue Model Platform
  • Imaging, Omics & Manipulation Platform
  • AI-based Virtual Patient Modeling Framework

Gemeinsam schaffen sie die Grundlage für eine neue Generation personalisierter und datengetriebener biomedizinischer Forschung.

Ein zentraler Bestandteil von EMBRACE ist die enge Zusammenarbeit zwischen experimentellen und datenwissenschaftlichen Arbeitsgruppen. Im Rahmen eines iterativen „Lab-in-the-Loop“-Ansatzes werden biologische Daten aus Organoiden und Gewebemodellen kontinuierlich mit KI-basierten Vorhersagemodellen verknüpft. Dadurch können neue Hypothesen generiert, experimentell überprüft und die virtuellen Patientenmodelle fortlaufend verbessert werden.

Zusammenarbeit im EMBRACE Projekt

Der Bereich Tumor Biology & Research Lab des MOLIT Institutes bringt seine umfassende Expertise in der Entwicklung und Analyse patientenabgeleiteter Tumormodelle in das Projekt ein. Die Arbeitsgruppe kultiviert Gewebeproben als dreidimensionale Zellmodelle (Organoide) und nutzt modernste Mikroskopie- und Analyseverfahren, um Krebsentstehung, Tumorentwicklung und Therapieansprechen besser zu verstehen.

Im Rahmen von EMBRACE verantwortet das Team insbesondere:

  • den Aufbau und die Erweiterung einer umfangreichen Organoid-Biobank,
  • die Entwicklung innovativer Gewebeschnitt- und Ex-vivo-Modelle,
  • die Durchführung funktioneller Wirkstofftests, unter Einbeziehung longitudinaler mikroskopischer Verfahren, 

  • die Validierung KI-generierter Vorhersagen an biologischen Modellen,

  • die Bereitstellung hochwertiger Daten für die Entwicklung virtueller Patientenmodelle.

Damit leistet das Tumor Biology & Research Lab unter der Leitung von Martin Jechlinger einen wesentlichen Beitrag zur biologischen Grundlage von EMBRACE. 

EMBRACE vereint die Expertise mehrerer Forschungsgruppen des European Molecular Biology Laboratory (EMBL) und des MOLIT Instituts und bündelt Kompetenzen aus Tumorbiologie, Bildgebung, Omics-Technologien, Datenwissenschaft und künstlicher Intelligenz. Auf Seiten des EMBL bringen unter anderem die Korbel Group, das Prevedel Lab, das Stegle Lab und die Bork Group ihre Expertise in Genomik, Bildgebung, KI-gestützter Datenanalyse und computergestützter Modellierung komplexer biologischer Systeme ein. Das MOLIT Institut beteiligt sich mit dem von Martin Jechlinger geleiteten Bereich Tumor Biology & Research Lab sowie dem von Stefan Sigle geleiteten Bereich Data Science & AI. Während Martin Jechlinger und sein Team patientenabgeleitete Tumormodelle entwickeln, deren funktionelle Validierung ermöglichen und Methoden zur Phänotypisierung etablieren, leistet Stefan Sigle mit seinem Team wesentliche Beiträge zur Datenintegration, Interoperabilität und klinischen Entscheidungsunterstützung. Gemeinsam mit den beteiligten EMBL-Gruppen schaffen sie die biologische und digitale Grundlage für die Entwicklung virtueller Patientenmodelle im Rahmen von EMBRACE.

Gefördert durch

Die Dieter Schwarz Stiftung unterstützt die Entwicklung innovativer Forschungs- und Technologielösungen am Standort Heilbronn und schafft damit die Grundlage für die enge Zusammenarbeit zwischen Wissenschaft, Technologie und medizinischer Anwendung. Das EMBRACE-Projekt wird im Rahmen dieser strategischen Förderung realisiert.

Kontakt

Für weitere Informationen oder
bei Fragen wenden Sie sich bitte an

Martin Jechlinger

Senior Scientist

Mail Martin.Jechlinger@molit.eu
Telefon 07131 / 13345-71