PD Dr. Raluca-Ileana Mincu, Universitätsklinikum Essen
Prof. Lisa Zimmer, Universitätsklinikum Essen
Welche Motivation steht hinter dem Forschungsprojekt I-CHECK-HEART und was soll konkret erreicht werden?
Moderne Immuntherapien, insbesondere Immuncheckpoint-Inhibitoren (ICI), haben die Behandlung zahlreicher Krebserkrankungen grundlegend verändert und ermöglichen vielen Patientinnen und Patienten ein längeres Überleben. Beim fortgeschrittenen Melanom können durch Immuncheckpoint-Inhibitoren bei einem relevanten Anteil der Betroffenen langfristige Remissionen bis hin zur Heilung erreicht werden. Damit gewinnt die langfristige Nachsorge dieser Patientinnen und Patienten zunehmend an Bedeutung.
Eine besondere Herausforderung stellen immunvermittelte Nebenwirkungen dar, die während, aber auch nach einer ICI-Therapie auftreten können und in seltenen Fällen lebensbedrohlich verlaufen. Sie können nahezu jedes Organsystem betreffen. Kardiovaskuläre Nebenwirkungen gehören dabei zu den schwerwiegendsten Komplikationen und sind mit der höchsten Mortalität verbunden. Eine frühzeitige Erkennung und Behandlung ist daher entscheidend, um schwere Verläufe zu verhindern und das Mortalitätsrisiko zu reduzieren. Gleichzeitig können sich kardiovaskuläre Komplikationen schleichend entwickeln und zwischen den regulären Nachsorgeterminen zunächst unbemerkt bleiben. Es besteht somit ein Bedarf an einer kontinuierlichen, niedrigschwelligen und patientenzentrierten Nachsorge, die relevante Veränderungen frühzeitig erkennt und eine zeitnahe medizinische Abklärung ermöglicht.
I-CHECK-HEART möchte deshalb einen Paradigmenwechsel in der kardio-onkologischen Nachsorge ermöglichen: weg von einer punktuellen Kontrolle zu festgelegten Zeitpunkten hin zu einer individualisierten, digitalen und kontinuierlichen Begleitung der Patientinnen und Patienten in ihrem Alltag. Mithilfe einer KI-gestützten digitalen Nachsorgelösung sollen Gesundheitsdaten, Symptome und weitere Risikomerkmale kontinuierlich erfasst und intelligent miteinander verknüpft werden. Ziel ist es, kardiovaskuläre Risiken und Veränderungen frühzeitig zu erkennen und die Intensität der Nachsorge dynamisch an das individuelle Risikoprofil anzupassen.
Ein wesentlicher Bestandteil dieses Ansatzes ist das Patient Empowerment. Patientinnen und Patienten sollen nicht nur überwacht, sondern aktiv in ihre eigene Nachsorge einbezogen werden. Durch verständliche Informationen zu ihrer Therapie, möglichen Warnzeichen und präventiven Maßnahmen sollen sie lernen, Veränderungen frühzeitig wahrzunehmen und ihre Gesundheit aktiv mitzugestalten.
Damit verbindet I-CHECK-HEART kontinuierliches digitales Monitoring, KI-basierte Risikoerkennung, personalisierte Nachsorge und Patient Empowerment. Langfristig soll so eine kardio-onkologische Versorgung entstehen, die nicht erst auf bereits eingetretene Komplikationen reagiert, sondern Risiken frühzeitig erkennt, individuell darauf reagiert und die Patientinnen und Patienten auch außerhalb der Klinik begleitet.
Worin besteht die Innovation gegenüber bisherigen Ansätzen und welches Vorgehen ist geplant?
Die zentrale Innovation von I-CHECK-HEART besteht darin, die kardio-onkologische Nachsorge von einer zeitpunktbezogenen Kontrolle zu einer kontinuierlichen, KI-gestützten und individuellen Risikostratifizierung weiterzuentwickeln. Aktuelle digitale Anwendungen konzentrieren sich überwiegend auf Wissensvermittlung und Symptom-Tracking; eine personalisierte digitale Nachsorge für kardio-onkologische Risikopopulationen fehlt bislang.
- Digitale Biomarker im Alltag: Smartwatch, Smartphone und Patient-Reported Outcomes erfassen kontinuierlich Vital-, Aktivitäts- und Verhaltensparameter und erweitern damit die Nachsorge über einzelne Kliniktermine hinaus.
- OMICS-basierte Biomarkerforschung: Patientenspezifische molekulare Profile aus Blutproben werden untersucht, um neue Biomarker und biologische Signalwege für kardiovaskuläre Nebenwirkungen zu identifizieren. Die gewonnenen Erkenntnisse fließen in die Entwicklung des individuellen Risikoscores ein.
- KI-basierter Kardiotoxizitäts-Risikoscore: Digitale Biomarker werden mit klinischen und laborchemischen Daten einschließlich der Ergebnisse aus OMICS-basierten Analysen kombiniert. Mithilfe von Machine Learning und Explainable AI werden diese Daten zu einem individuellen ICI-Kardiotoxizitäts-Risikoscore zusammengeführt. Dieser soll eine risikoadaptierte Nachsorge ermöglichen – intensiver bei Hochrisiko- und ressourcenschonender bei Niedrigrisikopatientinnen und -patienten.
- Patient Empowerment: Die I-CHECK-HEART-App, die im Rahmen der Studie entwickelt und im Rahmen einer User-Experience-Analyse geprüft wird, vermittelt individualisierte Informationen zu kardiovaskulären Risiken, Warnzeichen, Bewegung, Ernährung und Lebensstil. Patientinnen und Patienten werden dadurch aktiv in ihre Nachsorge eingebunden und in ihrem Selbstmanagement gestärkt. Die Entwicklung erfolgt partizipativ gemeinsam mit den Patientinnen und Patienten sowie der Patientenvertretung.
- Vernetzte Versorgung: Langfristig soll der ICI-Kardiotoxizitäts-Risikoscore in die elektronische Patientenakte (ePA) integriert werden und den Informationsaustausch zwischen Kardiologie, Onkologie und hausärztlicher Versorgung verbessern.
I-CHECK-HEART startet bewusst bei Patientinnen und Patienten mit Melanom unter Immuncheckpoint-Inhibitoren, da hierfür am Standort eine hohe klinische Expertise und strukturierte Datengrundlagen vorhanden sind. Da Immuncheckpoint-Inhibitoren bei zahlreichen Tumorarten eingesetzt werden, besitzt der Ansatz zugleich ein hohes Potenzial für die spätere Übertragung auf weitere Tumorentitäten und Patientengruppen.
Kerninnovation: Nicht der nächste feste Kontrolltermin bestimmt die Nachsorge, sondern zunehmend das individuelle, kontinuierlich erfasste kardiovaskuläre Risiko der Patientinnen und Patienten – basierend auf digitalen, klinischen, laborchemischen und OMICS-basierten Daten.
Welche Hürden gilt es zu überwinden und wie kann das gelingen?
Eine zentrale Herausforderung besteht darin, klinische und laborchemische Informationen, OMICS-basierte Biomarker, digitale Vital- und Aktivitätsdaten sowie patientenberichtete Symptome zuverlässig zusammenzuführen. Auf dieser Grundlage soll ein klinisch belastbarer, nachvollziehbarer und individuell anwendbarer Risikoscore entwickelt werden.
Gleichzeitig müssen Smartwatches und Apps verständlich, alltagstauglich und für unterschiedliche Patientengruppen nutzbar sein. Die KI soll ärztliche Entscheidungen unterstützen, jedoch nicht ersetzen.
Bewältigt werden können diese Herausforderungen durch die enge Zusammenarbeit von Kardiologie, Onkologie, Biomarker- und OMICS-Forschung, Datenwissenschaft, Medizintechnik und Patientenvertretungen. Entscheidend sind zudem die partizipative Entwicklung der digitalen Anwendungen sowie die kontinuierliche klinische Prüfung und Validierung des Risikomodells.
Wie ist das Forschungsteam zusammengesetzt und welche Expertise bringen die Beteiligten ein?
I-CHECK-HEART wird am Universitätsklinikum Essen koordiniert und verbindet Kardiologie, Dermatoonkologie und Palliativmedizin. Die Klinik für Kardiologie und Angiologie koordiniert das Projekt federführend unter PD Dr. Raluca-Ileana Mincu und Prof. Tienush Rassaf. Beteiligt als Co-Leitung des Projektes ist zudem die Klinik für Dermatologie, vertreten durch Prof. Lisa Zimmer, Prof. Alpaslan Tasdogan und Prof. Dirk Schadendorf, die ihre umfassende Expertise in der Immuntherapie einbringen. Prof. Mitra Tewes und Jan Franco aus der Palliativmedizin ergänzen das Konsortium um die Perspektiven Lebensqualität und patientenzentrierte Versorgung.
Hinzu kommen spezialisierte externe Partner: Fimo Health entwickelt die digitale Patientenbegleitung und I-CHECK-HEART-App; das Fraunhofer-Institut für Mikroelektronische Schaltungen und Systeme in Duisburg verantwortet die KI-basierte Sensor- und Vitaldatenanalyse; das Forschungszentrum Jülich bringt Expertise in KI-gestützter Datenintegration und prädiktiver Modellierung ein; das Leibniz-Institut für Analytische Wissenschaften – ISAS e. V. in Dortmund ergänzt das Projekt durch OMICS-basierte Biomarkerforschung. Damit vereint der Verbund klinische Expertise mit digitaler Medizin, KI, Medizintechnik und molekularer Forschung.
Ausblick: Welche langfristigen Impulse für Forschung, Versorgung und Prävention könnten von dem Projekt ausgehen?
Langfristig soll I-CHECK-HEART dazu beitragen, kardio-onkologische Nachsorge strukturierter, risikoadaptierter und stärker personalisiert zu gestalten. Statt Komplikationen erst bei klinischer Manifestation zu erkennen, könnten digitale und molekulare Marker künftig helfen, individuelle Risiken frühzeitig zu identifizieren und die Intensität der Nachsorge gezielt anzupassen. Dadurch könnte die Versorgung effizienter und zugleich patientenschonender werden. Zugleich stärkt der Ansatz die aktive Rolle der Patientinnen und Patienten durch Gesundheitskompetenz und Selbstmanagement. Da Immuncheckpoint-Inhibitoren bei vielen Tumorarten eingesetzt werden, soll der zunächst beim Melanom entwickelte Ansatz perspektivisch auf weitere onkologische Patientengruppen übertragen werden. I-CHECK-HEART kann damit einen Beitrag zu standardisierten, aber zugleich personalisierten Nachsorgestrukturen und zu einer verantwortungsvollen Integration von KI in die Krebsmedizin leisten.
