KI-Analyse macht verborgene Gewebeveränderungen bei Typ-2-Diabetes sichtbar

Typ-2-Diabetes wird meist über Blutglukosewerte diagnostiziert. Diese Werte bilden vor allem Folgen der Erkrankung ab. Die strukturellen Veränderungen entstehen jedoch auch im Gewebe der Bauchspeicheldrüse, besonders in den Langerhans-Inseln.

Ein Forschungsteam aus dem Deutschen Diabetes-Zentrum, dem Paul Langerhans Institut Dresden, dem Institut für Diabetesforschung und Metabolische Erkrankungen in Tübingen sowie weiteren Einrichtungen untersuchte 100 Gewebeproben aus Dresden und Tübingen. Die Proben stammten von Menschen, die aus unterschiedlichen medizinischen Gründen an der Bauchspeicheldrüse operiert worden waren.

Das Team trainierte mit maschinellem Lernen ein Modell, das Gewebeschnitte von Menschen mit und ohne Typ-2-Diabetes mit hoher Genauigkeit unterscheiden kann. Die KI arbeitet erklärbar. Sie markiert die Bildbereiche, die für ihre Entscheidung relevant sind. Diese Bereiche lassen sich anschließend biologisch auswerten und statistisch prüfen.

Die Analyse zeigt, dass sich nicht nur Beta-Zellen verändern. Auch Alpha- und Delta-Zellen unterscheiden sich in Verteilung und Position. Zudem sind die Langerhans-Inseln insgesamt kleiner. Fettzellen liegen bei Menschen mit Typ-2-Diabetes häufiger direkt an den Inseln. Die Forschenden stellen den vollständigen Code für Bildvorverarbeitung, Modelltraining und erklärende Analysen zur Verfügung.