Digitaler Zwilling für bessere Prognosen

Bei einem digitalen Zwilling handelt es sich um ein virtuelles Modell, in das möglichst viele individuelle Daten einer Person einfließen – zu Geweben, Organen und Stoffwechselprozessen. Es ist dynamisch und bildet so physiologische Prozesse und ihre Veränderungen ab. Sein Potenzial für eine individualisierte Medizin sei enorm, erklärt Professor Dr. Andreas Schuppert, Leiter des Instituts für Computational Biomedicine der Medizinischen Fakultät der Rheinisch-Westfälischen Technischen Hochschule (RWTH) Aachen, im Gespräch mit der PZ.

So ließe sich anhand von Simulationen am digitalen Abbild vorab testen, ob eine Therapie anschlagen wird oder nicht. Man könnte erkennen, welche Gesundheitsrisiken für eine Person bestehen, inwieweit sich präventive Maßnahmen auswirken werden oder welche Wechsel- oder Nebenwirkungen bei Arzneimitteleinnahme wahrscheinlich sind. Auch für die Planung und Durchführung von Operationen wäre ein digitaler Zwilling ein Gewinn.

In der Industrie nutzt man das Konzept des digitalen Doppelgängers längst, sei es um neue oder veränderte Produkte, Anlagen oder Prozesse frühzeitig zu testen, das Monitoring zu verbessern oder Maschinen vorausschauend zu warten. Ein weiteres Beispiel ist Google Maps, ein ständig mit Daten gefüttertes digitales Abbild der aktuellen Verkehrslage.

Um die Beziehung zwischen Zellen und Organen besser zu verstehen, versucht man auch in der Systembiologie schon seit längerer Zeit, menschliche Modelle zu entwickeln. »Vor 20 oder 30 Jahren hat man in diesem Kontext versucht, einen generischen Patienten, ein generisches Herz oder eine generische Leber darzustellen«, so Schuppert. Das Problem: ein allgemeiner Mensch oder allgemeine Organe existieren nicht. »Wenn man von sehr vielen Patienten 1000 Parameter bestimmt und versucht, durch Mittelwertbildung einen Durchschnittsmenschen zu konstruieren, dann werden Sie feststellen, dass es den Durchschnittsmenschen nicht gibt.« Die Reise geht daher längst weg von einem One-Size-fits-all-Ansatz hin zum konkreten Menschen beziehungsweise konkreten Organen.