Darmerkrankungen: erhöhtes Risiko für Parkinson?

In den kommenden fünf Jahren geht ein Team am Uniklinikum Erlangen der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) der Frage nach, wieso Personen mit entzündlichen Darmerkrankungen (CED) später im Alter ein erhöhtes Risiko für Parkinson haben. Das Projekt „AI-PREDICT“ nutzt künstliche Intelligenz (KI), um mögliche biologische Zusammenhänge der beiden Krankheiten zu finden. Molekulare Muster sollen identifiziert werden, die sowohl bei Parkinson als auch bei entzündlichen Darmerkrankungen auftreten.

Komplexe Verbindungen zwischen Darm und Gehirn

Der Darm ist ein komplexes Ökosystem mit einer Vielfalt an Bakterien, Viren und Pilze. Dieses System hat jedoch auch einen großen Einfluss auf das Gehirn. Doch die genauen molekularen Wechselwirkungen sind bis dato ungeklärt. Im Projekt sollen mehrere biologische Ebenen untersucht werden: mikrobielle Zusammenhänge im Verdauungstrakt, Gene, Proteine und Stoffwechselprodukte, die bei beiden Erkrankungen typischerweise auftreten. So sollen Entzündungssignaturen aufgedeckt werden, die den Darm als auch das Gehirn betreffen.

„Um diese Fingerabdrücke zu identifizieren, werden wir neuartige Deep-Learning-Techniken wie beispielsweise graphische neuronale Netze einsetzen“, erläutert Projektleiterin Dr. Pooja Gupta. „Mit ihnen können wir analysieren, wie verschiedene biologische Moleküle miteinander interagieren.“ So können die Patientendaten nach Symptomen und molekularen Mustern gruppiert werden. So könnte es auch möglich sein, schon vor dem Auftreten erster Symptome vorherzusagen, welche Personen mit chronisch entzündlichen Darmerkrankungen auch an Parkinson erkranken werden. 

Trainiert wird die KI mit Daten von Patientinnen und Patienten mit CED und mit Daten von Parkinson-Erkrankten. Auch internationale Kohorten werden hinzugezogen. Mit Erfolg kann dieses Projekt auch ein Modell für weitere Komorbiditäten sein. 

Quelle: Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg