Im Laufe ihres Lebens greift eine Zelle immer wieder auf Anweisungen zurück, die in ihrem Erbgut enthalten sind. So erfährt sie, wie sie auf äußere Einflüsse reagieren soll. Mit den Technologien der Genom- und Einzelzell-Biologie beobachten Forscher*innen diese Zellaktivität in einer Auflösung, die noch vor zehn Jahren unbekannt war. Sie erhalten riesige und komplexe Datenmengen, die sie mit Hilfe von künstlicher Intelligenz und maschinellem Lernen auswerten. Die Forscher*innen rekonstruieren mithilfe der Modelle unter anderem räumliche Beziehungen von Zellen im Gewebe: Wer ist benachbart, wer spricht mit wem? Dieses Zusammenspiel kann die Gesundheit schützen oder das Entstehen einer Krankheit fördern.

Im Gegensatz zur herkömmlichen Reparaturmedizin ist das Ziel eine molekulare Prävention. Die Forscher*innen wollen unsere Zellen möglichst rasch in einen gesunden Zustand zurückversetzen – denn wenn erst wenige Zellen im Körper betroffen sind, gibt es weder Symptome noch Folgeschäden. KI-Modelle sollen außerdem den Verlauf von Krankheiten vorhersagen und präzise Eingriffe ermöglichen.

Bei diesem Ausflug ans Berliner Institut für Medizinische Systembiologie des Max Delbrück Center (MDC-BIMSB) stellen wir Beispiele für Forschungsansätze vor, die ohne KI nicht möglich wären:

• Das Berliner Exzellenzcluster ImmunoPreCept startet im Januar 2026. Es fokussiert sich auf chronisch-entzündliche Erkrankungen wie Rheumatoide Arthritis oder Morbus Crohn und Krebserkrankungen: Welche Mechanismen erhalten unsere Gesundheit? Wie führen Störungen des Immunsystems zu Krankheiten? Und was passiert bei der Remission?
  • Laborbesuch bei Professor Nikolaus Rajewsky, Co-Sprecher und einer der Ideengeber des Clusters sowie Direktor des MDC-BIMSB
  • Laborbesuch bei Ashley Sanders: „Developing AI models to learn how somatic mutations form and evolve in patient cells during chronic inflammation“ (Englisch)
• Laborbesuch bei Professor Uwe Ohler:
  • Wie maschinelles Lernen und Einzelzellbiologie helfen, Erkrankungen der Muskulatur je nach Genregulation einzuteilen und zu verstehen
  • Generative KI entwirft RNA-Sequenzen – ein Weg zu RNA-Therapeutika
• Präsentation von Altuna Akalin:
  • AI-assisted data analysis and LLM-based diagnostic tools such as Onconaut. (Englisch)