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Der digitale Zwilling: Hoffnungsträger für eine Diabetestherapie nach Maß?

Der digitale Zwilling: Hoffnungsträger für eine Diabetestherapie nach Maß?Der „digitale Zwilling“ könnte dabei
helfen, eine individuelle Therapie
für jeden Patienten zu finden.

Er ist der virtuelle Doppelgänger eines Menschen und soll im Vorfeld berechnen können, ob ein Medikament wirkt oder ob eine Behandlung Erfolg verspricht: der „digitale Zwilling“ in der Medizin. Forscher setzen große Hoffnungen in Simulationsmodelle dieser Art - und auch viele Menschen mit Diabetes können sich einer Studie nach mit der Idee eines digitalen Zwillings anfreunden.

Bei manchen Menschen läuft die Diabetestherapie wie am Schnürchen: Sie nehmen die Medikamente ein, die ihr Arzt ihnen verordnet hat, achten auf ihre Ernährung, nehmen an Gewicht ab – und ihre Blutzuckerwerte verbessern sich wie gewünscht. Andere Menschen mit Diabetes haben schon früh mit Folgeerkrankungen zu kämpfen, obwohl sie gewissenhaft sämtliche Therapieempfehlungen umsetzen. Und noch einmal andere bleiben über viele Jahrzehnte von Diabeteskomplikationen verschont, obwohl sie sich nicht mustergültig um ihre Erkrankung kümmern.

Individuelle Therapien sind gefragt

Woran das liegt? Menschen sind verschieden! Sie unterscheiden sich nicht nur in ihren Lebensgewohnheiten, ihrem familiären und beruflichen Umfeld, ihrem Charakter und ihren Vorlieben, sondern auch in ihren genetischen Veranlagungen. Und genau dieses Potpourri verschiedener Einflussfaktoren führt dazu, dass eine Therapie, die bei einer Person funktioniert, bei einem anderen Menschen möglicherweise ins Leere führt. Um herauszufinden, welche Behandlung für welchen Menschen geeignet ist und welche keinen Erfolg verspricht, mussten Ärzte und ihre Patienten sich bislang oftmals nach dem Prinzip von Versuch und Irrtum an die Lösung herantasten. Doch künftig könnte ihnen der „digitale Zwilling“ dabei helfen, Therapien genauer auf die individuellen Bedürfnisse von Menschen mit Diabetes abzustimmen.

Künstliche Intelligenz führt Daten zusammen und simuliert die Therapie

Der Begriff „digitaler Zwilling“ steht dabei für ein Simulationsmodell, das mit der realen Welt eines Menschen verknüpft ist. Das Modell wird mit einer Vielzahl kontinuierlich erhobener medizinischer Daten gefüttert, darunter Zucker- und andere Laborwerte, Genomdaten, Daten zu Bewegungs- und Schlafgewohnheiten, Körpergewicht und -zusammensetzung. Alle diese Daten werden mithilfe künstlicher Intelligenz zu einem digitalen Zwilling zusammengeführt. Denn schließlich beeinflusst eine Therapie unzählige biochemische Vorgänge, die bei jedem Menschen ein wenig unterschiedlich ablaufen. Am digitalen Zwilling kann man verschiedene Therapien erst einmal gefahrenlos simulieren, bevor man sie tatsächlich auf den realen Patienten überträgt – ähnlich wie Flugzeugpiloten in Simulatoren trainieren. Wissenschaftler und Ärzte hoffen, dass ihnen digitale Zwillinge dabei helfen können, genauere Diagnosen zu erstellen, individuellere Therapien zu entwickeln und das Risiko von Fehlbehandlungen sowie Nebenwirkungen von Medikamenten zu reduzieren.

Studienteilnehmer erhoffen sich großen Nutzen von digitalen Zwillingen

Doch welche Erwartungen und Hoffnungen verbinden die betroffenen Menschen mit diesem medizinischen Lösungsansatz? Was halten insbesondere Patienten mit Typ-1- und Typ-2-Diabetes von der Idee des virtuellen Doppelgängers? Um Antworten auf diese Fragen zu finden, hat die Wirtschaftsprüfungs- und Beratungsgesellschaft PwC im Rahmen einer Studie1 rund 1.000 Bundesbürger und zusätzlich 200 Menschen mit Diabetes befragt. Demnach gehen über 80 Prozent der Studienteilnehmer davon aus, dass der digitale Zwilling bei der Therapieentscheidung und bei der Auswahl geeigneter Medikamente helfen kann. Rund 72 Prozent der Befragten erklärten, dass sie sich unter bestimmten Umständen vorstellen könnten, ein virtuelles Testmodell mit den eigenen DNA-Daten von sich erstellen zu lassen. Als wichtigste Gründe nannten sie hierbei chronische oder seltene Erkrankungen.

Menschen mit Diabetes wollen Zuckerschwankungen und Folgeschäden vorbeugen

Besonders konkrete Vorstellungen vom Nutzen eines digitalen Zwillings haben dabei Menschen, die bereits mit chronischen Erkrankungen leben, wie die gesonderte Befragung von 200 Menschen mit Diabetes zeigte: Jeweils rund 40 Prozent von ihnen hoffen, dass sich durch die Computersimulationen Folgeschäden vermeiden lassen, dass sich die Gefahr von Über- oder Unterzuckerungen verringern lässt, dass sie die Dosierung ihrer Medikamente besser einstellen können und dass sie ihren eigenen Therapieverlauf besser steuern können. Mehr als die Hälfte der Befragten kann sich vorstellen, für die kontinuierliche Datenerhebung intelligente Pflaster oder Mikrochips, etwa zur Blutzuckermessung, oder digitale Helfer wie Fitness-Tracker und Gesundheits-Apps zu nutzen. Neben dieser hohen Zustimmung äußerten die Befragten aber auch Bedenken: So fürchten 80 Prozent, dass bei der Verwendung digitaler Zwillinge ihre Daten in die falschen Hände geraten könnten. Beinahe ebenso viele haben Sorge, angesichts der Datenfülle zu einer bloßen Nummer im Medizinbetrieb zu werden. Bevor das Konzept des digitalen Zwillings flächendeckend eingesetzt wird, erwarten 89 Prozent der Befragten, dass ein sicherer Umgang mit ihren Daten gewährleistet ist.

Kein Science-Fiction, sondern echte Therapieverbesserungen

Das Konzept des digitalen Zwillings hat also nach Einschätzung der Beteiligten grundlegend großes Potenzial, unser Gesundheitswesen zu revolutionieren und für jeden Patienten auf Basis seiner individuellen Voraussetzungen eine maßgeschneiderte Therapie zu finden. Und zwar nicht als Science-Fiction in weiter Ferne, sondern bereits in naher Zukunft. So zeigen in einem ersten Schritt beispielsweise die 2018 veröffentlichten Ergebnisse aus dem PDM-ProValue-Studienprogramm2, dass ein strukturierter, personalisierter und digital unterstützter Prozess die Therapieergebnisse von Menschen mit Diabetes deutlich verbessert – und dass Menschen mit Diabetes und ihre Behandlungsteams mit diesem Prozess auch deutlich zufriedener waren als zuvor.

1 Der digitale Zwilling. Erwartungen und Einschätzungen der deutschen Bevölkerung mit besonderem Fokus auf Diabeteserkrankungen. PwC, November 2018

2 Kulzer et al. Integrated personalized diabetes management improves glycemic control in patients with insulin-treated type 2 diabetes: Results of the PDM-ProValue study program. In: Diabetes Res Clin Pract 2018 Oct; 144: 200-12

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