Berliner Startup Cellbricks steht vor „Quantensprung in der Medizin“
Das Berliner Startup Cellbricks will die Medizin revolutionieren. Langfrsitig setzt es sich das Unternehmen als Ziel, Organe mit einem 3D-Drucker herzustellen.
Die Wartelisten für Organe sind teilweise lang. Durschnittlich wartet man in Österreich 16 Monate auf eine neue Niere, 5.3 Monate auf eine Bauchspeicheldrüse, 3.9 Monate auf eine neue Lunge oder 3.3 Monate auf ein Spenderherz. Im Ernstfall kann jeder Tag zu viel sein. Das Berliner Startup Cellbricks will helfen, ausreichend Spenderorgane zu Verfügung zu stellen.
Cellbricks will Organe drucken
In einem 3D-Drucker entwickelt das BioTech-Startup menschliches Gewebe. So will das Kleinunternehmen Implantate aus echten Zellen produzieren. Zunächst würde Brustgewebe auf der Agenda stehen. Langfristig will man Organe wie Lebern, Nieren und Bauchspeicheldrüsen drucken.
In einem zwei-Minuten-Pitch beim deutschen Digitalpreis „The Spark“ nannte die Jury das Vorhaben von Cellbrick einen „Quantensprung in der Medizin“. Gegründet wurde das Unternehmen vom Maschinenbauingenieur Joachim von Arnim schon im Jahr 2016. Mittlerweile zählt Cellbricks 25 Mitarbeiter:innen (darunter Biotech-Enthusiast:innen, Wissenschaftler:innen, Ingenieur:innen, Chemiker:innen), die allesamt das gemeinsame Ziel eint: „die Welt zu verändern“.
Langfristige Brust-Implantate als Ziel
In einem ersten Forschungsprojekt, das in Kooperation mit dem Institute of Health der Charité von statten ging, gelang ein erster Erfolg. Dabei hat Cellbricks einen biologischen Wundverschluss aus Gelatine und Hautzellen gedruckt, der dabei helfen soll Wunden zu verschließen.
Nun hat das Unternehmen seinen Fokus auf Brustgewebe gelegt, um Krebspatient:innen eine Stütze zu sein. Neben Chemo- und Strahlentherapie wird der Tumor oft per Operation entfernt, manchmal entnehmen die Ärzte die gesamte Brust. Slilikon-Implantate, die Ärzte als Ersatz einsetzen, sind nur eine Übergangslösung. Brickcells arbeitet nun an biologischen Brustimplantate, die ein Leben lang als Ersatz herhalten sollen.
Langfristig ist es das Ziel Organe, wie Herz, Lunge und Leber mit dem 3D-Drucker herzustellen. Dabei repliziert das Startup menschliches Gewebe und füttert es mit Gelantine und Co. an. Der Markt gebe laut Einschätzungen des Handelsblatt viel Potenzial her. Im Jahr 2021 das Marktvolumen für Bioprinting bei 1,7 Milliarden US-Dollar. Bis ins Jahr 2030 soll dieser auf insgesamt fünf Milliarden Dollar ansteigen.
In Museen und Bibliotheken weltweit lagern hunderttausende Inschriften und über eine Million Papyrusfragmente aus der Antike. Der Großteil des Materials ist fragmentarisch und schwer lesbar. „92 Prozent der Papyri warten bis heute auf ihre Entzifferung. Ein gigantischer, unerschlossener Schatz der Geschichte“, heißt es per Aussendung der Österreichischen Akademie der Wissenschaften (ÖAW). Genau hier möchte Apollo ansetzen.
Apollo: „Neues Fenster zu unserem gemeinsamen kulturellen Erbe“
Entwickelt wurde das Large Language Model (LLM) in einer Kooperation zwischen der ÖAW und den europäischen KI-Unternehmen Mistral AI und SAIL Reply. Am gestrigen Mittwoch präsentierten die Forschungspartner die erste Stufe des Apollo-KI-Systems, das ab sofort der Wissenschaft und der Öffentlichkeit zur Verfügung steht.
„Apollo zeigt, was europäische Zusammenarbeit leisten kann, wenn KI, die gezielt an wissenschaftliche Anforderungen angepasst werden kann, auf jahrhundertealtes wissenschaftliches Wissen trifft“, sagt Guillaume Lample, Co-Founder und Chief Scientist von Mistral. „Indem Mistrals Technologie dabei hilft, Texte wiederherzustellen, die seit zweitausend Jahren nur fragmentarisch überliefert sind, eröffnet sie ein neues Fenster zu unserem gemeinsamen kulturellen Erbe – und das ist erst der Anfang.“
600 Millionen Wörter
Die meisten Texte der Antike sind nur unvollständig überliefert und es fehlen einzelne Wörter oder sogar ganze Textpassagen. Das Sprachmodell Apollo könne fehlende Inhalte von Fragmenten eigenständig ergänzen und dabei helfen, das Verständnis und die historische Einordnung eines Schriftstückes zu verbessern.
Obwohl für das Training der KI in Altgriechisch nur 600 Millionen Wörter zur Verfügung standen – mehrere zehn Milliarden Wörter gelten üblicherweise als der Standard für LLMs – sei eigenen Angaben nach Apollo treffsicher.
„Bei einem vorhandenen Originaltext auf Papyrus erreicht das Modell bei maskierten, also bewusst versteckten Passagen eine Trefferquote von rund 80 Prozent“, erklärt Anna Dolganov, Forscherin am Österreichischen Archäologischen Institut der ÖAW und Mastermind hinter dem Projekt. Bei tatsächlich unbekannten Textlücken bewerteten internationale Fachexpert:innen, die das KI-System im Rahmen einer Blindstudie evaluiert haben, Apollos Vorschläge in 77 Prozent der Fälle als mindestens ebenso gut wie durch Menschen vorgenommene Ergänzungen und in 16–20 Prozent der Fälle sogar besser, heißt es.
Apollo erkennt Sprachstufen
Besonders beeindruckend sei zudem, wie präzise Apollo zwischen verschiedenen Sprachstufen des Griechischen unterscheiden kann, betont Dolganov: „Unser LLM kann mit vergleichsweise geringem Wissen über einen Kontext weitreichende Schlüsse ziehen. Anhand von Satzbau und Vokabular erkennt Apollo präzise, ob ein Text zum Beispiel aus Homers ‚Odyssee‘ stammt, und ergänzt ihn im passenden Sprachregister.“
Als Beweis zeigte Dolganov bei der Präsentation von Apollo etwa eine antike Geburtsurkunde, die vollständig rekonstruiert wurde. Zudem wurde eine beim Ausbruch des Vesuvs verkohlte Schriftrolle an entscheidenden Stellen „vollständig lesbar gemacht“. Und mit der Rekonstruktion einer fragmentarischen Inschrift aus dem Schwarzmeerraum hat sich der Forscherin zufolge belegen lassen, dass in einer bestimmten Region bereits römisches Recht galt. Die Aussendung sprach hierbei von einer „weitreichenden Erkenntnis, die durch einen Beleg für die römische Prostitutionssteuer untermauert wird.“
Weitere Stufen geplant
„Mithilfe der KI entsteht ein neues Bild der antiken Sozial- und Wirtschaftsgeschichte, da sich viele Erkenntnisse erst aus der Masse der Dokumente ergeben – etwa bei Steuerquittungen“, präzisiert Dolganov.
Und Heinz Faßmann, Präsident der Österreichischen Akademie der Wissenschaften, ergänzt: „Apollo bringt die Erforschung von historischen Schriftstücken und Dokumenten in ein neues Zeitalter. Der Einsatz des neuen Sprachmodells wird völlig neue Forschungsfragen zulassen und unser historisches Wissen erweitern. Wir sind stolz, dass die ÖAW gemeinsam mit dem europäischen KI-Unternehmen Mistral diese wegweisende Technologie entwickelt hat. Für die Zukunft streben wir eine vertiefte Zusammenarbeit mit Mistral an.“
Der ersten Stufe des Modells sollen bald noch weitere folgen. „Das Ziel ist ambitioniert, aber machbar“, wie Dolganov betont: Die KI soll künftig unerschlossene Papyri sowohl entziffern als auch rekonstruieren können. Geplant ist außerdem eine Erweiterung, mit der das Modell thematische und semantische Suchen in der gesamten griechischen Textüberlieferung durchführen sowie Parallelstellen suchen soll und so die passende Evidenz für Ergänzungsvorschläge gleich mitliefert.
Dolganov, die ÖAW und Mistral wollen jedoch bei Altgriechisch nicht aufhören. Aufbauend auf den Erfahrungen soll die KI künftig auch mit einem lateinischen Textkorpus trainiert werden. Dafür stehen dann rund zwölf Milliarden Wörter zur Verfügung. Was für das Projekt noch fehlt, sei ein passender Name.
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