Innovative Forschung: Langzeitzucker-Test ohne Piks

Forschungsprojekte, die besonders innovativ sind und damit gleichzeitig auch ein hohes Risiko haben zu scheitern, unterstützt das Land Hessen in der Förderlinie LOEWE-Exploration. Forscher der Goethe-Universität haben sich jetzt mit drei von zwölf LOEWE-Explorationsprojekten erfolgreich um Forschungsgelder in Höhe von jeweils 200.000 bis 300.000 Euro beworben.

Die drei Frankfurter LOEWE-Explorationsprojekte befassen sich mit der Verwendung Künstlicher Intelligenz (KI) in der Kolonialismus- und Provenienzforschung archäologischer Objekte, mit einem nicht invasiven Verfahren zu Bestimmung des Langzeitzuckerwerts zur Diabetes-Diagnose und -Überwachung sowie mit einem neuartigen Therapieansatz zur Behandlung chronischer Schmerzen.

Mit der wirtschaftlichen Ausbeutung von Kolonien und kolonialartigen Machtstrukturen ging oft eine kulturelle Plünderung einher. Archäologische Funde wurden in Mengen außer Landes gebracht und verkauft. Deren wissenschaftliche Bewertung ist heute eine Herausforderung. Inwiefern Künstliche Intelligenz dabei helfen kann, das wollen der Archäologe Dr. Matthias Recke und der Informatiker Dr. Karsten Tolle in einem gemeinsamen Projekt herausfinden, das in enger Kooperation mit dem Winkelmann-Institut der Humboldt-Universität Berlin unter Prof. Stephan Schmid geplant ist. Als Beispiel dienen die Grabungsfunde des aus Sachsen stammenden Max Ohnefalsch-Richter (1850-1917), der seine Sets aus archäologischen Stücken auf 100 großformatigen historischen Fotografien darbot, um sie bei der Berliner Gewerbeausstellung zu verkaufen. „Wir wollen dem Computer beibringen, die Artefakte zu erkennen“, hofft Recke. Mittels automatisierter Bilderkennung und neuronaler Netzwerke sollen die rund 5000 Objekte analysiert und eingeordnet werden. Langfristig könnten sich neue Möglichkeiten für die Aufarbeitung entsprechender Materialkomplexe in Museen und Sammlungen ergeben und Einblicke in die Verschränkung von Kolonialherrschaft und Antikenhandel.

Anhaltend hoher Blutzuckerspiegel über Wochen will Prof. Viktor Krozer vom Physikalischen Institut der Goethe-Universität zusammen mit Prof. Dr. Pablo Acedo von der Universität Carlos III in Madrid mit einem neuartigen Verfahren bestimmen, bei dem kein Blut abgenommen wird. Bisher erfolgt ein Langzeitzuckertest über den so genannten HbA1c-Wert. Hier wird Blut abgenommen und in spezialisierten Laboren daraufhin untersucht, wie viele Zuckermoleküle am roten Blutfarbstoff Hämoglobin gebunden sind. Erhöhte Werte deuten auf die Erkrankung Diabetes mellitus hin; bei Diabetikern hilft die Untersuchung, die Therapie zu kontrollieren. Das neue Verfahren, das an der Goethe-Universität entwickelt wird, „durchleuchtet“ die Hautfalte zwischen Daumen und Zeigefinger mit elektromagnetischer Strahlung im Millimeter-Wellenlängenbereich und bestimmt so nicht-invasiv den Langzeitzuckerwert im Blut. Bisher ist für die Auswertung der Messergebnisse ein erfahrener Wissenschaftler nötig. Künftig sollen die Daten über selbstlernende Computerprogramme (maschinelles Lernen) interpretiert werden, damit solche Messsysteme einmal in Point-of-Care-Stellen aufgestellt werden können.

Die Behandlung chronischer Schmerzen ist schwierig, wenn sich das schmerzverarbeitende System dauerhaft verändert und überempfindlich wird. Denn auf diese Weise überdauern die Schmerzen den eigentlichen Heilungsprozess des entzündeten oder verletzten Gewebes, und viele Schmerzmittel wirken nicht mehr. Prof. Robert Fürst vom Institut für Pharmazeutische Biologie und Prof. Achim Schmidtko vom Institut für Pharmakologie und Klinische Pharmazie (beide Goethe-Universität Frankfurt) untersuchen, inwieweit Sensibilisierungsprozesse im schmerzverarbeitenden System durch eine gezielte Hemmung der Protein-Biosynthese (mRNA-Translation) beeinflusst werden können. Im Projekt werden die beiden Forscher zum Beispiel untersuchen, wie sich verschiedene Translationsinhibitoren auf die Protein-Biosynthese in Nerven- oder Blutgefäßzellen auswirken und welche Nebenwirkungen damit verbunden sind. Dies könnte die Grundlage für eine neue Klasse von Schmerzmitteln legen, die spezifisch gegen chronische Schmerzen wirken würden.