Mediziner:innen benötigen innovative Diagnoseverfahren, neue Wirkstoffe und alternative Strategien, gegen die Erreger keine Resistenzen entwickeln können. Lichtbasierte Verfahren und künstliche Intelligenz unterstützen bei der Diagnose und verschaffen einen Zeitvorteil. Die Photonik ist zudem ein mächtiges Werkzeug bei der Erforschung und Entwicklung neuer Therapeutika.
Licht ist ein leistungsstarkes Werkzeug, mit dessen Hilfe wir verstehen, wie Mikroben uns krank machen, wie sich unser Körper wehrt und wie man diese Prozesse beeinflussen kann. Es misst schnell, empfindlich und berührungslos. Licht trägt zum Verstehen von Krankheitsursachen auf zellulärer Ebene bei. Photonische Technologien in Kombination mit Mikrofluidik, Mikro- und Nanotechnologien, Biotechnologie, molekularen Verfahren und Künstlicher Intelligenz werden die Diagnostik und die Companion-Diagnostik für alternative Therapieverfahren revolutionieren. Im LPI werden kompakte Geräte zur schnellen und eindeutigen Diagnose von Infektionen und neue Therapieansätze (z. B. mit neuen antiinfektiven Wirkstoffen, zellbasierte Therapien und Nanopartikel) erforscht und entwickelt.
Künstliche Intelligenz hilft bei der Datenauswertung und ermöglicht eine verlässliche Diagnostik
Mit künstlicher Intelligenz werden photonische Daten in biomedizinische – beispielsweise diagnostische – Informationen übersetzt.
Durch die Interpretation mit dem Computer lassen sich robust diagnostische Informationen extrahieren. Zum anderen können winzige Details in komplexen Daten für eine Diagnostik nutzbar gemacht werden. Damit eröffnen sich neue Möglichkeiten.
Bei der laserbasierten Identifizierung von Infektionserregern werden zum Beispiel maschinelle Lernverfahren und Algorithmen für die Datenvorbehandlung genutzt, um Raman-Spektren von Bakterien in eine Resistenzvorhersage zu übersetzen – also anhand der spektroskopisch aufgenommenen Daten vorherzusagen, um welchen Erreger es sich handelt und gegen welche Antibiotika dieser resistent ist.
Eine weltweit einmalige Infrastruktur für die Entwicklung robuster Lösungen
Als national und international offene Nutzerplattform wird das LPI ab 2027 dazu beitragen, Forschungsergebnisse effizienter umzusetzen und Entwicklungszeiten zu verkürzen.
Dafür sorgt ein ganzheitlicher Ansatz: Das LPI rückt exzellente Forschung, Technologieentwicklung sowie den klinischen Alltag in unmittelbare Nähe zueinander. Die Einrichtung wird auch kleinen und mittelständischen Unternehmen und Start-Ups ermöglichen, schneller zu standardisierten Ergebnissen zu kommen.
Die Infrastruktur umfasst alle, für eine Entwicklung robuster Lösungen notwendigen, Schritte – von der Validierung an realen Patientenproben bis hin zur Unterstützung beim Produktdesign und der Kleinserienproduktion. Industrie und Behörden sind von vornherein eingebunden – für einen reibungslosen Markteintritt neuer Diagnoseverfahren und Therapieansätze.
Das LPI ist eine nutzeroffene One-Stop-Agency mit dem Potenzial, die Infektionsdiagnostik und -therapie zu revolutionieren.