Priv.-Doz.in Dr.in Bianca S. Gerendas, MSc
Researcher of the Month, September 2018
Die Jury “Researcher of the Month” verleiht die Auszeichnung für diesen Monat Frau Priv.-Doz.in Dr.in Bianca S. Gerendas, MSc aus Anlass der im Top-Journal „British Journal of Ophthalmology“ erschienenen Arbeit „Predictive imaging biomarkers relevant for functional and anatomical outcomes during ranibizumab therapy of diabetic macular oedema.”[1] Die interdisziplinäre Arbeit entstand im Rahmen des PhD-Studiums von Dr.in Gerendas im Vienna Reading Center an der Universitätsklinik für Augenheilkunde und Optometrie unter Supervision von Prof.in Dr.in Ursula Schmidt-Erfurth (Leiterin der Augenklinik).
Imaging Biomarkers in der Augenheilkunde
Zwei Innovationen haben die Ophthalmologie in den letzten zwei Jahrzehnten revolutioniert – eine Technologie und eine Medikamentengruppe in neuer Indikation. Die optische Kohärenztomographie (OCT) ermöglicht es non-invasiv, schnell und hochauflösend die menschliche Netzhaut darzustellen.[2] Dies ist besonders wichtig, da bei den Augenerkrankungen, die am häufigsten zur Erblindung führen können, die Netzhaut anschwillt. Gleichzeitig hat mit der Entdeckung von Medikamenten gegen vaskulären endothelialen Wachstumsfaktor (VEGF) eine neue Ära im Kampf um diese Erkrankungen begonnen.[3, 4]
Bis heute ist der einzige anatomische Endpunkt in großen multizentrischen klinischen Studien die Netzhautdicke im OCT. Die Netzhaut ist allerdings beim Gesunden ca. 250µm dick – das OCT hat heutzutage aber eine Auflösung von wenigen Mikrometern. Die Darstellung ist also wesentlich detailreicher als nur die „Dicke“ zu betrachten. Das Vienna Reading Center, die Arbeitsgruppe von Priv.-Doz. Dr. Bianca S. Gerendas, wertet seit Jahren multizentrische klinische Studien, vorwiegend Zulassungsstudien für oben genannte Medikamente für verschiedene Indikationen, morphologisch aus. Die hier angegebene Publikation, zeigt die Auswertung der verschiedenen retinalen Flüssigkeitsansammlungen (= die Schwellung) und ihre Relevanz für den Visus der europäischen Zulassungsstudie für Ranibizumab (erstes anti-VEGF zugelassen für retinale Erkrankungen)[5]. Dr. Gerendas und ihre Kollegen konnten hier zeigen, dass beispielsweise große Ansammlungen zystoider Flüssigkeit zum Diagnosezeitpunkt bereits irreversible Schäden verursachen und der Visusverlust der Patienten mit mehr zystoider Flüssigkeit vor Behandlungsbeginn höher ist und auch im Verlauf von 12 Monaten bei optimaler Behandlung dieses Defizit gegenüber Patienten mit weniger zystoider Flüssigkeit vor Behandlungsbeginn nicht wieder aufgeholt werden kann.
Mit Inhalten dieser Publikation sowie zwei anderen in Arbeit/Einreichung befindlichen Publikationen zum gleichen Themenkreis hat Dr. Gerendas bereits 3 Preise gewonnen (Best Paper Award, Kongress Deutscher Opthalmochirurgen 2017; Best Abstract Award, EFSD EASDec Meeting 2016; Marij and Paulus Travel Grant, ARVO Annual Meeting 2014). Diese Arbeiten stellen die Grundlage für die Anwendung von automatischen Algorithmen auf den Imaging Bildern in der Augenheilkunde dar. Methoden der artifiziellen Intelligenz, insbesondere des maschinellen Lernens, ermöglichen die in dieser Arbeitsgruppe qualitativ evaluierten Biomarkers quantitativ zu messen.
Wissenschaftliches Umfeld
Priv.-Doz.in Dr.in Bianca S. Gerendas, Msc begann Ihre wissenschaftliche Tätigkeit unter Betreuung von Prof. Dr. Ursula Schmidt-Erfurth im Jahre 2010 direkt im Anschluss an ihre Dissertation (Universität Heidelberg) an der Augenklinik der Medizinischen Universität Wien. Von Beginn hat sie sich mit der Auswertung von ophthalmologischen Bilddaten im Vienna Reading Center beschäftigt und ist heute Managing Director des 25-köpfigen Vienna Reading Centers (https://vrc.meduniwien.ac.at). Das Vienna Reading Center wurde 2007 gegründet und war damals bereits das weltweit erste Reading Center, welches ausschließlich digital gearbeitet hat. Reading Centers sind in der Augenheilkunde eine etablierte Form der standardisierten und unabhängigen Auswertung von Bilddaten, welche insbesondere seit der Einführung der optischen Kohärenztomographie, eine essentielle Rolle spielen. Heute ist das Vienna Reading Center das führende europäische Zentrum für die Auswertung von multizentrischen Studien, vor allem im Bereich der Zulassungsstudien. Es ist mit ca. 600 klinischen Studienzentren vernetzt und sammelt deren Studiendaten aus mehr als 20 Studien teilweise mit mehr als 1000 Patienten pro Studie, monatlichen Untersuchungen mit jeweils einigen hundert Bildern pro Patient und einer Studiendauer von bis zu 3 Jahren.
Zu Beginn wurden alle Daten ausschließlich manuell ausgewertet, zwar digital, aber jedes Bild wurde einzeln von einem Menschen angeschaut. Die Automatisierung vieler Prozesse ist innerhalb der letzten Jahre erfolgreich umgesetzt und um auch die eigentliche Bildauswertung zu automatisieren wurde das Christian Doppler Labor für Ophthalmologische Bildanalyse (OPTIMA) unter Leitung von Prof. Ursula Schmidt-Erfurth gegründet, welches vorwiegend aus IT-Wissenschaftlern besteht (http://optima.meduniwien.ac.at/) und Methoden des maschinellen Lernens verwendet. Die Forschungsergebnisse dieser großen interdisziplinären Forschungsgruppe stellen eine Pionierleistung in der Augenheilkunde dar und bringen das Fach auf eine neue Ebene, Ophthalmologie 4.0.
Zur Person
Priv.-Doz.in Dr.in Bianca S. Gerendas, Msc wurde 1984 in Deutschland geboren. Sie ging in ihrer Geburtsstadt zur Schule und absolvierte während der Schulzeit innerhalb eines Stipendiatenprogramms einen einjährigen Aufenthalt an einer amerikanischen High School in Northfield, MA, USA. Nach dem Abitur begann Dr. Gerendas ihr Medizinstudium an der Medizinischen Hochschule Hannover und wechselte nach dem 1. Staatsexamen an die Universität Heidelberg, wo sie ihr Humanmedizinstudium sowie ihre medizinische Dissertation ebenfalls als Stipendiatin abschloss. Neben dem Studium der Humanmedizin absolvierte Sie ein Zweitstudium zum Master of Science in Healthcare Management. Während des Studiums verbrachte Dr.in Gerendas 8 Monate in der Schweiz und entschloss sich dann aufgrund des Forschungsschwerpunktes an die Universitätsklinik für Augenheilkunde an der Medizinischen Universität Wien unter Leitung von Prof. Dr. Ursula Schmidt-Erfurth zu kommen, hier einen PhD in Medical Physics zu absolvieren und später die Ausbildung zum Facharzt für Augenheilkunde und Optometrie zu beginnen. Während dieser Zeit wurde Dr.in Gerendas Mutter von zwei Töchtern (2014, 2016) und beendete die Facharztausbildung im März 2018, im gleichen Monat, in welchem sie sich auch im Fach Augenheilkunde zum Thema „Imaging biomarkers, technology advances, big data and artificial intelligence: the future in ophthalmology“ habilitierte.
Ausgewählte Literatur
[1] Gerendas BS, Prager S, Deak G, Simader C, Lammer J, Waldstein SM, Guerin T, Kundi M, Schmidt-Erfurth UM. Predictive imaging biomarkers relevant for functional and anatomical outcomes during ranibizumab therapy of diabetic macular oedema. Br J Ophthalmol. 2018 Feb;102(2):195-203. doi: 10.1136/bjophthalmol-2017-310483. Epub 2017 Jul 19.
[2] Huang D, Swanson EA, Lin CP, Schuman JS, Stinson WG, Chang W, Hee MR, Flotte T, Gregory K, Puliafito CA, et al. Optical coherence tomography. Science. 1991 Nov 22;254(5035):1178-81.
[3] Rosenfeld PJ, Brown DM, Heier JS, Boyer DS, Kaiser PK, Chung CY, Kim RY; MARINA Study Group. Ranibizumab for neovascular age-related macular degeneration. N Engl J Med. 2006 Oct 5;355(14):1419-31.
[4] Ferrara N. Vascular endothelial growth factor. The trigger for neovascularization in the eye. Lab Invest. 1995 Jun;72(6):615-8.
[5] Mitchell P, Bandello F, Schmidt-Erfurth U, Lang GE, Massin P, Schlingemann RO, Sutter F, Simader C, Burian G, Gerstner O, Weichselberger A; RESTORE study group. The RESTORE study: ranibizumab monotherapy or combined with laser versus laser monotherapy for diabetic macular edema. Ophthalmology. 2011 Apr;118(4):615-25. doi: 10.1016/j.ophtha.2011.01.031.