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Raman-basierte Diagnostik für die Tiermedizin | PlaRaPet
Das Tierärztliche Institut der Georg-August-Universität Göttingen entwickelt und validiert gemeinsam mit dem Institut für Nanophotonik Göttingen e. V. (IFNANO) einen neuen diagnostischen Ansatz, mit dem Tumor- und Infektionserkrankungen bei Tieren schnell und zuverlässig anhand von Blutproben erkannt werden sollen.
Wie lassen sich Tumorerkrankungen und Infektionen bei Tieren früher erkennen, diagnostische Entscheidungen beschleunigen und moderne Analysetechnologien für den Einsatz in der tierärztlichen Praxis nutzbar machen? Dieser Frage widmet sich das Kooperationsprojekt PlaRaPet. Das Projekt verbindet die veterinärmedizinische und diagnostische Expertise des Tierärztlichen Instituts mit Raman-Spektroskopie, moderner Datenanalyse und maschinellem Lernen.
Im Mittelpunkt des Teilprojekts des Tierärztlichen Instituts der Georg-August-Universität Göttingen steht die klinische Entwicklung und Validierung des neuen diagnostischen Verfahrens. Untersucht werden Blutserum und Blutplasma von Kleintieren mit ausgewählten Tumorerkrankungen sowie vektorübertragenen Infektionskrankheiten. Ziel ist es, krankheitsspezifische molekulare Veränderungen zu identifizieren und zu prüfen, ob sich daraus diagnostische, prognostische und möglicherweise auch für die Verlaufskontrolle relevante Informationen gewinnen lassen.

Von der klinischen Diagnose zur Raman-Signatur
Eine entscheidende Voraussetzung für die Entwicklung eines zuverlässigen KI-basierten Diagnostiksystems sind eindeutig charakterisierte Patienten und belastbare Referenzdiagnosen. Genau hier liegt eine zentrale Aufgabe des Tierärztlichen Instituts.
Für das Projekt werden Patienten anhand definierter klinischer Kriterien ausgewählt, Blutproben gewonnen und umfassend charakterisiert. Bei Tumorerkrankungen dient insbesondere die histopathologische Untersuchung als diagnostischer Goldstandard; ergänzend können immunhistochemische Untersuchungen eingesetzt werden. Vektorübertragene Infektionskrankheiten werden mit etablierten Verfahren – insbesondere der PCR-Diagnostik – abgesichert.
Auf diese Weise entsteht eine klinisch validierte Probenbank, in der Blutproben mit detaillierten diagnostischen und klinischen Informationen verknüpft werden. Sie bildet die Grundlage dafür, Raman-Spektren zuverlässig bestimmten Erkrankungen zuzuordnen und neue Diagnosemodelle wissenschaftlich zu überprüfen. Das Tierärztliche Institut verfügt dafür sowohl über das erforderliche Patientenaufkommen als auch über die Voraussetzungen zur langfristigen Lagerung und Charakterisierung der Proben.

Klinische Validierung statt reiner Mustererkennung
Die Raman-Spektren werden gemeinsam mit den klinischen und diagnostischen Referenzdaten analysiert. Dabei soll untersucht werden, ob charakteristische spektrale Muster eine sichere Unterscheidung zwischen gesunden und erkrankten Tieren sowie zwischen unterschiedlichen Erkrankungsgruppen erlauben.
Ein wesentlicher Schwerpunkt liegt auf der klinischen Validierung der KI-gestützten Diagnosemodelle. Sensitivität und Spezifität der entwickelten Klassifikationsverfahren werden anhand eindeutig charakterisierter Patienten überprüft. Die im Projekt vorgesehenen Trainings- und Lernphasen der KI werden dabei unter Einbeziehung der am Tierärztlichen Institut erhobenen klinischen und diagnostischen Daten durchgeführt.
Damit soll sichergestellt werden, dass ein mathematisch erkanntes Muster nicht nur statistisch relevant ist, sondern auch eine tiermedizinisch sinnvolle Aussage ermöglicht.

Diagnose, Prognose und Rezidiverkennung
PlaRaPet geht über die reine Erkennung einer Erkrankung hinaus. Am Tierärztlichen Institut wird zusätzlich untersucht, ob Raman-basierte Veränderungen Informationen über den Krankheitsverlauf und die Prognose liefern können.
Bei Tumorpatienten soll außerdem geprüft werden, ob charakteristische Raman-Signaturen Hinweise auf eine Rezidivbildung geben können. Die Ergebnisse der spektroskopischen Untersuchungen werden hierzu mit klinischem Verlauf, Referenzdiagnostik und Follow-up-Daten verglichen. Diese Arbeiten sollen zeigen, ob Raman-Spektroskopie perspektivisch nicht nur für die Erstdiagnose, sondern auch für Monitoring und Nachsorge eingesetzt werden kann.

Von der Forschung in die tierärztliche Praxis
Ein besonderer Schwerpunkt des Tierärztlichen Instituts liegt auf der praktischen Umsetzbarkeit. Probenbedingte Einflussfaktoren werden systematisch untersucht und die Präanalytik so angepasst, dass möglichst robuste und reproduzierbare Ergebnisse entstehen. Anschließend sollen die entwickelten Point-of-Care-orientierten Anwendungen unter praxisnahen Bedingungen getestet werden.
Das technische Ziel ist ambitioniert: Die Aufbereitung einer Blutprobe soll höchstens 30 Minuten, die eigentliche Raman-Messung weniger als zehn Minuten benötigen. Langfristig soll daraus ein schnelles und robustes Verfahren entstehen, das diagnostische Entscheidungen direkt in der tierärztlichen Praxis unterstützen kann.

Zwei Krankheitsgruppen mit besonderer Bedeutung
Ein Schwerpunkt liegt auf Tumorerkrankungen bei Hund und Katze. Gerade bei neoplastischen Erkrankungen könnten zusätzliche, wenig invasive Informationen aus einer Blutprobe helfen, Erkrankungen früher zu erkennen, genauer zu klassifizieren und Therapieentscheidungen gezielter zu treffen.
Der zweite Schwerpunkt sind vektorübertragene Infektionskrankheiten. Erkrankungen, die beispielsweise durch Zecken oder Mücken übertragen werden, gewinnen durch veränderte klimatische Bedingungen auch in Mitteleuropa zunehmend an Bedeutung. Aufgrund des teilweise vorhandenen zoonotischen Potenzials besitzt dieser Projektbereich zugleich eine besondere Relevanz für den One-Health-Ansatz.

Das gemeinsame Ziel
PlaRaPet soll zeigen, ob aus einer kleinen Blutprobe innerhalb kurzer Zeit eine klinisch verwertbare molekulare Signatur gewonnen werden kann.
Das Tierärztliche Institut übernimmt dabei eine zentrale Brückenfunktion zwischen Patient, klassischer Diagnostik und neuer Technologie: Es stellt klinisch charakterisierte Proben bereit, definiert die diagnostischen Referenzen, bewertet die medizinische Aussagekraft der Ergebnisse und überprüft die neue Methode unter realen veterinärmedizinischen Bedingungen. Die Raman-Messtechnik und die spektrale Methodenentwicklung werden gemeinsam mit dem IFNANO weiterentwickelt.
So verbindet PlaRaPet klinische Tiermedizin, Labordiagnostik, Raman-Spektroskopie und künstliche Intelligenz – mit dem Ziel, wissenschaftliche Erkenntnisse in ein diagnostisches Verfahren zu überführen, das den Tierarzt bei einer früheren und präziseren Diagnose unterstützt.
Forschung im Verbund
Das Projekt wird gemeinsam vom Tierärztlichen Institut der Georg-August-Universität Göttingen und dem Institut für Nanophotonik Göttingen e. V. (IFNANO) durchgeführt. Ergänzt wird der Verbund durch Partner aus Raman-Messtechnik, Probenaufbereitung, Software und künstlicher Intelligenz sowie durch die Tierklinik Lüneburg als klinischen Kooperationspartner.
Das universitäre Teilprojekt steht unter der Leitung von apl. Prof. Dr. Stephan Neumann am Tierärztlichen Institut der Fakultät für Agrarwissenschaften der Georg-August-Universität Göttingen (Direktor Prof. Dr. Bertram Brenig).

Projektlaufzeit: 01.06.2026 bis 30.11.2028
PlaRaPet wird im Rahmen des Förderprogramms „Innovationen durch Hochschulen und Forschungseinrichtungen“ aus Mitteln des Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) und des Landes Niedersachsen unterstützt.