Heman Shakeri, Forscher an der University of Virginia School of Data Science, hat ein großes neues Forschungsstipendium erhalten, um Arbeiten an der Schnittstelle von maschinellem Lernen und Diabetesversorgung zu leiten. Shakeri wird neben Dr. Greg Forlenza, pädiatrischer Endokrinologe am Anschutz Medical Campus der University of Colorado (Barbara Davis Center for Diabetes), als Kontakt-PI fungieren.
Der Preis wird gemeinsam von Breakthrough T1D und dem Leona M. and Harry B. Helmsley Charitable Trust finanziert. Das Projekt profitiert von einem Zuschuss in Höhe von 3,9 Millionen US-Dollar in Kombination mit Sachleistungen in Höhe von 800.000 US-Dollar von den Industriepartnern Tandem Diabetes Care und Arecor, sodass sich die gesamte Projektunterstützung auf etwa 4,7 Millionen US-Dollar beläuft.
Die Initiative konzentriert sich auf die Entwicklung vollständig geschlossener Insulinabgabesysteme der nächsten Generation. Die Forschung wird testen, wie adaptive Lernalgorithmen, die an der UVA entwickelt wurden, in Kombination mit ultraschnell wirkenden Insulinformulierungen die Glukosekontrolle personalisieren können, ohne dass Patienten bei Mahlzeiten oder körperlicher Betätigung manuell eingreifen müssen.
Die University of Colorado Anschutz fungiert als Verwaltungsspitze, und UVA leitet die Arbeitspakete für Algorithmenentwicklung und Engineering. Klinische Studien werden an drei Standorten durchgeführt: UVA, dem Barbara Davis Center und der University of California, San Francisco (UCSF).
Bei dieser Arbeit geht es darum, den Menschen ihre Zeit, Aufmerksamkeit und Seelenfrieden zurückzugeben. Typ-1-Diabetes erfordert ständige Wachsamkeit. Unser Ziel ist es, Systeme zu entwickeln, die kontinuierlich lernen und sich automatisch anpassen, damit Menschen mit Typ-1-Diabetes, insbesondere Kinder und ihre Familien, freier leben können.“
Heman Shakeri, Forscher, University of Virginia School of Data Science
Ein datengesteuerter Ansatz für eine klinische Herausforderung
Automatisierte Insulinabgabesysteme (AID) haben das Diabetes-Management verändert, doch selbst fortschrittliche Systeme erfordern, dass Benutzer Mahlzeiten ansagen und Kohlenhydrate berechnen. Das Forlenza-Shakeri-Projekt geht dieses Problem an, indem es adaptive Algorithmen für maschinelles Lernen mit ultraschnell wirkendem U-500-Insulin kombiniert. Im Mittelpunkt der Forschung steht ein am UVA entwickeltes Framework, das es dem Lieferalgorithmus ermöglicht, Kontrollstrategien kontinuierlich zu erforschen und zu verfeinern. Anstatt sich auf feste Parameter zu verlassen, lernt das System aktiv aus Patientendaten und passt sich in Echtzeit an zirkadiane Rhythmen, Stress und Stoffwechselveränderungen an.
Dieser Zuschuss unterstreicht die zentrale Rolle der UVA bei der Entwicklung medizinischer Therapeutika. Shakeri und das UVA Center for Diabetes Technology sind für die adaptive Lernarchitektur verantwortlich, die diese vollautomatische Steuerung ermöglicht. „UVA ist der Ort, an dem die wichtigsten Innovationen in den Bereichen Datenwissenschaft und Technik stattfinden“, bemerkte Shakeri. „Wir bauen die Lernsysteme auf, die es diesen Geräten ermöglichen, die Pflege in Echtzeit zu personalisieren.“
Aufbau einer Erfolgsbilanz bei Innovationen
Diese Auszeichnung stellt einen bedeutenden Meilenstein in Shakeris Forschungslaufbahn dar. Es baut auf früheren Erfolgen auf, darunter mehreren UVA LaunchPad-Stipendien und Kooperationsprojekten mit dem UVA Comprehensive Cancer Center. Bei all diesen Bemühungen ist Shakeris Arbeit einem einheitlichen Thema treu geblieben: der Entwicklung von Systemen, die auf echte menschliche Variabilität reagieren, anstatt Patienten zu zwingen, sich an starre Technologie anzupassen.
„Diabetes ist nicht statisch“, sagte Shakeri. „Der Körper eines Menschen verändert sich von Stunde zu Stunde. Die Datenwissenschaft ermöglicht es uns, Systeme zu entwickeln, die gemeinsam mit dem Patienten lernen, anstatt gegen ihn zu arbeiten.“
Zusammenarbeit und Wirkung
Das Projekt wird durch eine strategische Zusammenarbeit zwischen Breakthrough T1D und dem Helmsley Charitable Trust unterstützt.
„Dieses spannende Projekt baut auf einer zehnjährigen Zusammenarbeit zwischen dem Barbara Davis Center und UVA auf, um Kindern und Erwachsenen mit Diabetes weiterhin die fortschrittlichsten Technologien zur Verfügung zu stellen“, sagte Forlenza.
Mit seiner hochmodernen Forschungsinfrastruktur und seinem umfassenden klinischen Fachwissen wird das UCSF Diabetes Technology Research Team durch diese Zusammenarbeit auch eine Schlüsselrolle bei der Weiterentwicklung von Behandlungsstrategien der nächsten Generation für Menschen mit Diabetes spielen.
Während das Projekt in die klinischen Phasen übergeht, sieht Shakeri diese Arbeit als Teil eines umfassenderen Wandels hin zu patientenzentrierter KI. „Hier geht es nicht nur um ein Gerät“, sagte er. „Es geht darum, zu überdenken, wie wir die Datenwissenschaft nutzen, um die menschliche Gesundheit auf eine anpassungsfähige, humane und nachhaltige Weise zu unterstützen.“
Quellen: