Verbund

EPIC-AI - Endotypisierung des Post-COVID-Syndroms durch integrative Multi-Omics-Analyse mit KI

Als Folge einer SARS-CoV-2-Infektion treten bei einem Teil der Betroffenen gesundheitliche Beschwerden auf, die noch Wochen oder Monate nach der akuten Infektion andauern können. Es gibt eine Vielzahl an unterschiedlichen Symptomen, die einzeln oder in Kombination vorkommen. Dabei werden Symptome, die länger als vier Wochen nach der akuten Infektion weiterhin bestehen, als Long-COVID bezeichnet. Bei dem Post-COVID-Syndrom handelt es sich um Symptome, die später als zwölf Wochen (wieder) auftreten und nicht anderweitig erklärt werden können. Die Ursachen sowie wirksame Behandlungs- und Versorgungskonzepte sind bislang nicht ausreichend erforscht. Zudem ist die Diagnose von Long/Post-COVID herausfordernd, da eine Abgrenzung gegenüber anderen Erkrankungen oftmals schwierig ist.

Daher sollen nun forschungsrelevante Informationen aus der klinisch-epidemiologischen und biomedizinischen Forschung zu Long-/Post-COVID mittels innovativer Verfahren der Datenanalyse aus bereits vorhandenen Datensätzen gefiltert und verwendet werden. In Verbindung mit Versorgungsdaten von Long-/Post-COVID-Patientinnen und -Patienten sollen die Erkenntnisse zur Entwicklung besserer Behandlungs- und Versorgungskonzepte beitragen.

Der Verbund EPIC-AI verfolgt das Ziel, Patientinnen und Patienten mit Post-COVID-Syndrom anhand subklinischer, klinischer und molekularer Daten sowie mit Hilfe innovativer Datenanalyse-Verfahren in Gruppen zu klassifizieren und Endotypen zu identifizieren. Damit wird ein verbessertes Verständnis der Pathomechanismen des Post-COVID-Syndroms geschaffen. Zudem ermöglicht die Aufteilung des heterogenen Krankheitsbilds in Cluster die Entwicklung personalisierter Therapien sowie die Entdeckung potenzieller Zielstrukturen für Medikamente.

Teilprojekte

Teilprojekt 1-3 und 5

Förderkennzeichen: 01EQ2401A
Gesamte Fördersumme: 388.004 EUR
Förderzeitraum: 2024 - 2026
Projektleitung: Prof. Dr. Philipp Wild
Adresse: Universitätsmedizin der Johannes Gutenberg-Universität Mainz, Zentrum für Kardiologie, Kardiologie I
Langenbeckstr. 1
55131 Mainz

Teilprojekt 1-3 und 5

Das übergeordnete Ziel des interdisziplinären Forschungsverbundes EPIC-AI ist es, die komplexen und heterogenen Pathomechanismen des Post-COVID-Syndroms zu untersuchen. Das Verständnis über pathophysiologische Mechanismen ist von entscheidender Bedeutung, um Ansatzpunkte für personalisierte Therapieverfahren zu identifizieren sowie die Behandlung und medizinische Versorgung von Patientinnen und Patienten mit Post-COVID zu verbessern. Durch die Anwendung modernster Methoden der künstlichen Intelligenz einschließlich des maschinellen Lernens auf vorhandene hochgranuläre Daten sollen Endotypen, Gruppen von Post-COVID-Patienten, die ähnliche klinische und molekulare Merkmale teilen, identifiziert werden. Dazu werden Patientinnen und Patienten mit Post-COVID anhand umfangreicher (sub-)klinischer und molekularer Daten in Cluster segmentiert. Zusätzlich werden organspezifische strukturelle und funktionelle Veränderungen bei Betroffenen mit Post-COVID mit einem gezielten Ansatz untersucht. Neben einer systemweiten Untersuchung wird ein besonderer Fokus auf neurologische, neuropsychiatrische, und psychosomatische Veränderungen gesetzt. Um der Heterogenität des Post-COVID-Syndroms gerecht zu werden, werden im Rahmen des Forschungsverbundes nicht nur verschiedene Disziplinen, sondern auch komplementäre Datenquellen, von Kohortenstudien über landesweite COVID-19-Impfdokumentationen bis hin zum SARS-CoV-2 Abwassermonitoring, zusammengeführt. Die effiziente Vernetzung der Expertisen und Daten sowie die Entwicklung innovativer Analyse-Pipelines wird in zwei Datathons gewährleistet. Eine wichtige Säule des Vorhabens ist der kontinuierliche Wissens- und Erfahrungsaustausch von Betroffenen mit einem Post-COVID-Syndrom in Form eines Patient Advisory Boards, um patientenorientierte und -zentrierte Forschung sicherzustellen. Die Universitätsmedizin Mainz ist hierbei an Arbeitspaketen 1-3 sowie 5 beteiligt.

Teilprojekt 4: Datensynthese und -integration

Förderkennzeichen: 01EQ2401B
Gesamte Fördersumme: 85.838 EUR
Förderzeitraum: 2024 - 2026
Projektleitung: Philipp Kachel
Adresse: IDG Institut für digitale Gesundheitsdaten RLP gGmbH
Große Bleiche 46
55116 Mainz

Teilprojekt 4: Datensynthese und -integration

Das übergeordnete Ziel des interdisziplinären Forschungsverbundes EPIC-AI ist es, die komplexen und heterogenen Pathomechanismen des Post-COVID-Syndroms zu untersuchen. Das Verständnis über pathophysiologische Mechanismen ist von entscheidender Bedeutung, um Ansatzpunkte für personalisierte Therapieverfahren zu identifizieren sowie die Behandlung und medizinische Versorgung von Patientinnen und Patienten mit Post-COVID zu verbessern. Durch die Anwendung modernster Methoden der künstlichen Intelligenz einschließlich des maschinellen Lernens auf vorhandene hochgranuläre Daten sollen Endotypen, Gruppen von Post-COVID-Patienten, die ähnliche klinische und molekulare Merkmale teilen, identifiziert werden. Dazu werden Patientinnen und Patienten mit Post-COVID anhand umfangreicher (sub-)klinischer und molekularer Daten in Cluster segmentiert. Zusätzlich werden organspezifische strukturelle und funktionelle Veränderungen bei Betroffenen mit Post-COVID mit einem gezielten Ansatz untersucht. Neben einer systemweiten Untersuchung wird ein besonderer Fokus auf neurologische, neuropsychiatrische, und psychosomatische Veränderungen gesetzt. Um der Heterogenität des Post-COVID-Syndroms gerecht zu werden, werden im Rahmen des Forschungsverbundes nicht nur verschiedene Disziplinen, sondern auch komplementäre Datenquellen, von Kohortenstudien über landesweite COVID-19-Impfdokumentationen bis hin zum SARS-CoV-2 Abwassermonitoring, zusammengeführt. Die effiziente Vernetzung der Expertisen und Daten sowie die Entwicklung innovativer Analyse-Pipelines wird in zwei Datathons gewährleistet. Eine wichtige Säule des Vorhabens ist der kontinuierliche Wissens- und Erfahrungsaustausch von Betroffenen mit einem Post-COVID-Syndrom in Form eines Patient Advisory Boards, um patientenorientierte und -zentrierte Forschung sicherzustellen. Das Institut für digitale Gesundheitsdaten RLP übernimmt hierbei die Datensynthese und -integration.