Uusi EU Innovative Medicines Initiative (IMI) -konsortio perustettu – tavoitteena suuri kudosleikkeiden mikroskooppikuvien tietokanta digitaalisen patologian ja tekoälypohjaisen diagnostiikan kehittämiseen
Konsortio yhdistää johtavat eurooppalaiset tutkimuskeskukset ja sairaalat sekä lääketeollisuuden ja diagnostiikan toimijat. Se tuottaa työkaluja patologian näyteaineistojen jakamiseen ja luo pohjan tekoälypohjainen patologian kuva-analytiikan siirtymiselle uudelle tasolle.
Kuuden vuoden ja 70 miljoonan euron hanke BIGPICTURE avaa uuden aikakauden patologiassa.
Patologian näytteet ovat oleellisessa roolissa monien sairauksien, kuten syövän ja autoimmuunisairauksien diagnostiikassa. Ne ovat myös elinsiirron jälkeisen hyljinnän seurannan kulmakivi sekä kriittinen apu lääkkeiden turvallisuuden arvioinnissa. Patologia perustuu kudosleikkeiden tutkimiseen mikroskoopilla. Keskeisestä roolistaan huolimatta diagnostiikka perustuu edelleen kokeneen patologin mikroskoopin avulla tekemään tulkintaan kudosleikkeissä todettavista muutoksista.
Kudosleikkeiden digitalisointi on johtamassa patologian vallankumoukseen: kuvia voidaan paitsi jakaa ja tutkia pitkienkin etäisyyksien päästä, myös analysoida tietokoneilla. Digitalisoituja kuvia voidaan tutkia tekoälysovelluksilla, jotka auttavat patologia tulkitsemaan löydöksiä. Koneoppimisen keinot tehostavat diagnostiikkaa ja korvaavat ja vähentävät koe-eläinten käyttöä lääketieteellisessä tutkimuksessa. Tehokkaiden tekoälysovellusten kehittäminen vaatii kuitenkin suuria tietoaineistoja, mikä patologian tapauksessa tarkoittaa valtavaa kokoelmaa digitaalisoituja kudosleikkeitä ja niiden tulkintaan tarvittavaa lääketieteellistä tietoa. Aineistojen jakaminen on toistaiseksi ollut haastavaa johtuen riittävän suuren datamäärän ylläpitoon tarvittavasta tallennuskapasiteetista ja lääketieteellisen tiedon arkaluontoisuudesta.
BIGPICTURE-projektin tavoitteena on tekoälyalgoritmien hyödyntäminen patologiassa luomalla ensimmäinen eurooppalainen, eettinen ja tietosuojayhteensopiva laatuvarmistettu toimintaympäristö, jossa tietoaineistot ja tekoälyn algoritmit ovat tutkimuksen käytettävissä. BIGPICTURE-alustaa kehitetään kestävällä ja osallistavalla tavalla patologien, tutkijoiden, tekoälyn kehittäjien, potilaiden ja teollisuuden edustajien yhteistyönä.
BIGPICTURE on jaettu neljään työpakettiin. Hankkeessa luodaan infrastruktuuri (laitteisto ja ohjelmisto) miljoonien kuvien tallentamiseksi, jakamiseksi ja käsittelemiseksi. Yksittäiset kuvat voivat vaatia gigatavuja tallennustilaa. Samalla sovitaan oikeudelliset ja eettiset käyttöperiaatteet, jotka mahdollistavat aineistojen tutkimuskäytön ja samalla turvaavat aineistojen yksityisyyden ja tietojen luottamuksellisuuden. Aineistoa varten kerätään 3 miljoonaa digitaalisoitua kuvaleikettä patologian arkistoista sekä koe-eläintutkimuksista. Tiedostot tallennetaan arkistoon, jota käytetään patologian tekoälytyökalujen kehittämiseksi. Lopuksi kehitetään toimintoja, jotka auttavat tietokannan hyödyntämisessä ja kuvien käsittelyssä diagnostisiin ja tutkimustarkoituksiin.
BIGPICTURE on IMI:n rahoittama julkisen ja yksityisen sektorin kumppanuus, jossa ovat mukana akateemiset laitokset, pienet ja keskisuuret yritykset (pk-yritykset), julkiset organisaatiot ja lääkeyhtiöt yhdessä verkostoyhteistyökumppaneiden kanssa. Hankkeeseen osallistuvat konsortiokumppanit ovat:
Akateemiset yhteistyökumppanit: Radboud University Medical Center (NL), Linköping University (SE), Leeds Teaching Hospitals NHS Trust (UK), University Medical Centre Utrecht (NL), Uppsala University (SE, ELIXIR node), Haute Ecole Spécialisé de Suisse Occidentale (CH), Eindhoven University of Technology (NL), University of Warwick (UK), Technical University of Munich (DE), Medical University Graz (AT), Institut Pasteur (FR), University of Liege (BE), University of Semmelweis (HU), National Cancer Institute (NL), Region Östergötland (SE), Medical University Vienna (AT), University of Marburg (DE), Helsingin ja Uudenmaan sairaanhoitopiirin (HUS) kuntayhtymä (FI).
Lääkeyhtiöt: Novartis Pharma AG (CH), Janssen Pharmaceutica NV (BE), Bayer AG (DE), Boehringer Ingelheim International GmbH (DE), Novo Nordisk A/S (DK), Pfizer Ltd (GB), Roche (CH), Sanofi Aventis recherche et Développement (FR), Institut de Recherches Internationales Servier (FR), and UCB Biopharma SRL (BE).
Muut julkiset ja yksityiset organisaatiot: CSC – IT Center for Science Finland (FI, ELIXIR node), Biobanks and biomolecular resources research infrastructure (AT), Azienda Ospedaliera Per L’Emergenza Cannizzaro (IT), Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V.(DE), Deutsches Institut für Normung E.V. (DE), European Institute for Innovation through Health Data (BE), European Society of Pathology (BE), Digital pathology association (US), GBG Forschungs Gmbh (DE), ttopstart (NL), Sectra AB (SE), Cytomine SCRLFS (BE), Stichting Lygature (NL), Owkin (FR), Deciphex (IE), MedicalPhit (NL), Timelex (BE).
Tässä laajamittaisessa projektissa CSC – Tieteen tietotekniikan keskus rakentaa yhdessä Linköpingin ja Uppsalan yliopistojen kanssa alustan sisältäen turvallisen luvittamismekanismin patologisten kuvien ja niitä kuvailevien tietojen vastaanottamiseksi ja tallentamiseksi. Toteutus hyödyntää eurooppalaisessa biotieteiden infrastruktuurissa ELIXIR:issä ja pohjoismaisessa Tryggve-projektissa kehitettyjä palvelukomponentteja. CSC on erityisesti toteuttanut tutkimusdatan luvittamiseen liittyviä palveluita, joilla on tässä projektissa keskeinen rooli.
– CSC:n käyttäjät voivat hakea pääsyä kattaviin patologisiin kuva-aineistoihin, jolloin kyseinen data yhdistettynä lähellä sijaitseviin ainutlaatuisiin HPC-laskentaresursseihin on houkutteleva tilaisuus ajaa digitaalisia innovaatioita eteenpäin, kuten diagnostisia algoritmeja, kertoo ELIXIR Finlandin johtaja Tommi Nyrönen CSC:ltä.
BIGPICTURE-projekti alkaa 1. helmikuuta 2021 ja kestää 6 vuotta. Kehitettävän alustan ylläpitoa on kuitenkin tarkoitus jatkaa, ja konsortio laatii kestävän kehityksen suunnitelmat alustan ylläpitämiseksi ja jatkamiseksi projektin jälkeen.
Lisätietoja
Yhteystiedot Suomessa: Tommi Nyrönen, CSC, +358 50 381 9511, tommi.nyronen at csc.fi
Interview requests and other media questions can be directed towards: nieuws(at)radboudumc.nl
Acknowledgement of support and disclaimer
This project has received funding from the Innovative Medicines Initiative 2 Joint Undertaking under grant agreement No 945358. This Joint Undertaking receives support from the European Union’s Horizon 2020 research and innovation program and EFPIA.
This communication reflects the consortium’s view. Neither IMI nor the European Union or EFPIA are responsible for any use that may be made of the information contained therein.
