Das Thema „Künstliche Intelligenz“ ist in aller Munde, Hoffnungsträger für eine sicherere Medizin und gleichzeitig mit einer tiefen Verunsicherung in der Gesellschaft verbunden. Diese resultiert nicht selten aus mangelnden Informationsangeboten über die Chancen und Risiken der neuen Informationstechnologie.

Hier setzt die Veranstaltung an: Gemeinsam mit der Akademie Domschule Würzburg richtet das Uniklinikum Würzburg den Blick auf die Möglichkeiten, die Künstliche Intelligenz für die Versorgung von Patienten bereithält: zum einen aus medizinischer Sicht, zum anderen aus ethischer. Welchen Stellenwert wird die Künstliche Intelligenz künftig im medizinischen Alltag einnehmen und wie kann sie verantwortungsvoll im Sinne von Patienten und Ärzten eingesetzt werden?

Eingeladen sind Alle, die sich für die Medizin der Zukunft interessieren. Vorkenntnisse sind nicht erforderlich.

Aufgrund der aktuellen Bedingungen findet das Format als Hybrid-Veranstaltung statt: Interessenten können persönlich teilnehmen (bis zu 27 Personen) oder online.

Grußworte sprechen die Bayerische Staatsministerin für Digitales Judith Gerlach, der Ärztliche Direktor des UKW Prof. Dr. Georg Ertl sowie Oberbürgermeister Christian Schuchardt.

Referentinnen und Referenten sind:

Prof. Dr. Prof. h.c. Andreas Dengel (Deutsches Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz)
Prof. Dr. Elisabeth Gräb-Schmidt (Eberhard Karls Universität Tübingen, Mitglied im Deutschen Ethikrat)
Prof. Dr. Ralf Bargou (UKW, Comprehensive Cancer Center Mainfranken)
Prof. Dr. Thorsten Bley (UKW, Institut für Diagnostische und Interventionelle Radiologie)
Prof. Dr. Laura Schreiber (UKW, Deutsches Zentrum für Herzinsuffizienz)
Dr. Martin Reich (UKW, Neurologische Klinik und Poliklinik).

Nach den Impulsvorträgen findet eine Podiumsdiskussion statt, an der sich die Teilnehmer persönlich oder online über einen Chat beteiligen können.

Termin:
Freitag, 16. Oktober 2020,  17:00 bis 20:00 Uhr, Deutsches Zentrum für Herzinsuffizienz (DZHI) am UKW

Anmeldung:
für eine Teilnahme (persönlich oder online) bei der Akademie Domschule Würzburg
Telefon 0931 386-43 111
info@ domschule-wuerzburg.de
www.domschule-wuerzburg.de

Anmeldeschluss: 15.10.2020, 12 Uhr

Nach Eingang der Anmeldung erhalten Online-Teilnehmer einen Zugangslink zur Veranstaltung. Für Rückfragen
bietet das Uniklinikum eine offene Telefonsprechstunde am Donnerstag, 15.10.2020, von 15-17 Uhr unter der Rufnummer: 0931 201-56159 an.

Link zum Flyer

PallPan wird vom Forschungsnetzwerk universitäre Palliativmedizin durchgeführt. Dazu haben sich zwölf universitäre palliativmedizinische Einrichtungen und weitere Kooperationspartner, insbesondere die Infektiologie, im Rahmen des bundesweiten Netzwerks Universitätsmedizin (NUM) zusammengeschlossen. In dem Forschungsvorhaben werden alle Bereiche der Hospiz- und Palliativversorgung – allgemein und spezialisiert, ambulant und stationär – berücksichtigt, damit die Vielschichtigkeit und die Komplexität der Pandemiesituation für die Versorgung von Menschen am Lebensende und deren Nahestehende angemessen abgebildet werden kann.

Ein Beitrag zur „Pandemic Preparedness“

Um für zukünftige Pandemiephasen besser vorbereitet zu sein, soll bis März 2021 eine Nationale Strategie für die Betreuung schwerkranker, sterbender Erwachsener und deren Angehöriger in Pandemiezeiten erarbeitet werden. Dazu gehören wissenschaftlich fundierte Handlungsempfehlungen zur allgemeinen und spezialisierten Palliativversorgung. Darüber hinaus wird Material für die geplante NUM-Informationsplattform gesammelt und es werden die Parameter zur prospektiven Erfassung der Qualität der Palliativversorgung in Pandemiezeiten identifiziert.

UKW fokussiert sich auf die stationäre allgemeine Palliativversorgung

Von Seiten des Uniklinikums Würzburg (UKW) ist das Interdisziplinäre Zentrum Palliativmedizin an PallPan beteiligt. Es arbeitet eng mit dem Palliativzentrum des Uniklinikums Düsseldorf zusammen. Gemeinsam beschreiben und analysieren sie innerhalb des Projektes Erfahrungen, Herausforderungen und Lösungsansätze bei der stationären allgemeinen Palliativversorgung. Damit ist die Betreuung von schwerkranken, sterbenden und verstorbenen Patienten mit und ohne Covid-19 sowie deren Angehörigen oder Hinterbliebenen in Krankenhäusern der Regel-, Schwerpunkt- sowie der Maximalversorgung gemeint – und zwar außerhalb von Palliativstationen. Untersucht wird die Versorgung von Sterbenden und den ihnen Nahestehenden auf den unterschiedlichen Normalstationen ebenso, wie die Versorgungssituation auf spezialisierten Stationen, beispielsweise auf Intensiv-, Aufnahme-, Isolations- oder Psychiatrischen Stationen.

Online-Befragung und Einzelinterviews

Unter Federführung des Würzburger Interdisziplinären Zentrums Palliativmedizin ist noch im Spätherbst dieses Jahres eine bundesweite Online-Befragung von Krankenhausärztinnen und -ärzten, Pflegenden und weiteren, patientennah arbeitenden Berufsgruppen, wie Beschäftigten aus Sozialdienst und Seelsorge sowie Therapeutinnen und Therapeuten, geplant. Um spezifische Herausforderungen und Bedürfnisse von Patienten mit besonderen Risiken, wie Multimorbidität, kognitive Einschränkungen und Demenz, oder Patienten mit Spezifika, wie Sprachbarrieren, Migrationshintergrund oder Religiosität, zu erfassen, sollen qualitative Interviews mit Fokusgruppen geführt werden. Diese werden vom Palliativzentrum des Uniklinikums Düsseldorf organisiert und durchgeführt. Erste Ergebnisse der beiden Teilprojekte sind im Dezember 2020 zu erwarten.
Prof. Dr. Birgitt van Oorschot vom UKW hat hohe Erwartungen an PallPan: „Vor dem Hintergrund der letzten Monate liegt uns dieses Projekt sehr am Herzen. Die Zusammenarbeit mit den anderen Palliativzentren ist intensiv und bereichernd. Wir hoffen, mit den Handlungsempfehlungen wichtige Impulse für die Patientenversorgung geben zu können.“

Genereller Kontakt:
Prof. Dr. Claudia Bausewein
LMU Klinikum München
Klinik und Poliklinik für Palliativmedizin
Tel: 089/4400 74929
E-Mail: claudia.bausewein@ med.uni-muenchen.de
Internet: www.palliativmedizin-muenchen.de

Kontakt in Würzburg:
Prof. Dr. Birgitt van Oorschot
Uniklinikum Würzburg
Interdisziplinäres Zentrum Palliativmedizin
Tel: 0931/201 28857
E-Mail: oorschot_b@ ukw.de
Internet: www.ukw.de/palliativ

Kastentext:

Über das Netzwerk Universitätsmedizin

Das Netzwerk Universitätsmedizin (NUM, www.netzwerk-universitaetsmedizin.de) hat das Ziel, die Forschungsaktivitäten zu Covid-19 bundesweit zu bündeln und zu stärken, um die Corona-Pandemie durch optimale Abstimmung und Zusammenarbeit schneller und effektiver zu bekämpfen. Das Netzwerk umfasst die gesamte deutsche Universitätsmedizin und fördert kooperative und strukturbildende Projekte, bei denen möglichst viele Universitätsklinika eingebunden sein sollen. Der Mehrwert des NUM ergibt sich insbesondere durch den Verbundcharakter sowie das gemeinsame und abgestimmte Vorgehen. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) fördert den Aufbau des von der Charité koordinierten Netzwerks Universitätsmedizin mit 150 Millionen Euro für ein Jahr (Laufzeit: 1. April 2020 bis 31. März 2021).

Kastentext:

Über das Projekt PallPan

Am Projekt „Palliativversorgung in Pandemiezeiten“ sind die Universitätsklinika in Aachen, Bonn, Düsseldorf, Erlangen, Freiburg, Göttingen, Hannover, Jena, Köln, München, Rostock und Würzburg beteiligt. Das Gesamtvolumen der Förderung für alle an PallPan teilnehmenden Einrichtungen liegt bei einer Million Euro. Die Gesamtleitung haben Prof. Dr. Claudia Bausewein vom LMU Klinikum München und Prof. Dr. Steffen Simon von der Uniklinik Köln. Am Standort Würzburg gehören neben Prof. Dr. Birgitt van Oorschot, Dr. Carmen Roch, Anke Ziegaus, Liane Werner, Theresa Zetzl und Marius Fischer zu der multiprofessionellen Forschergruppe.

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Krankmachende Veränderungen in der Erbsubstanz von Zellen, im sogenannten RET-Gen, sind ursächlich für die Entstehung verschiedener Krebsarten. Diese Veränderungen bieten einen vielversprechenden Ansatzpunkt für neue Präzisionsmedikamente, da sie nur in Krebszellen, aber nicht in gesunden Zellen vorkommen. Ein solches Präzisionsmedikament ist der RET-Inhibitor Selpercatinib. Dieser wurde in einer internationalen Phase I/II-Studie bei Patienten mit medullärem Schilddrüsenkarzinom erfolgreich erprobt. Die beeindruckenden Ergebnisse wurden im August dieses Jahres in der renommierten US-amerikanischen Fachzeitschrift New England Journal of Medicine (NEJM) veröffentlicht.

Remission bei 69 Prozent der Patienten

Einer der Koautoren der hochrangigen Publikation ist Prof. Dr. Dr. Matthias Kroiß von der Medizinischen Klinik I des Uniklinikums Würzburg (UKW). Der Endokrinologe erläutert: „Beim fortgeschrittenen medullären Schilddrüsenkarzinom und bei seltenen Formen anderer Schilddrüsenkarzinome sind die bisherigen Therapieoptionen limitiert. In dieser Studie gelang es, mit dem neuen RET-Inhibitor bei 69 Prozent der Patienten mit vorbehandeltem medullärem Schilddrüsenkarzinom ein Ansprechen der Erkrankung zu erzielen. Bei 82 Prozent der Patienten schritt die Tumorerkrankung innerhalb eines Jahres nicht weiter fort.“
Insgesamt berichtet die Veröffentlichung über die ersten 162 behandelten Patienten. „Das UKW konnte bislang fünf Patienten in die klinische Studie einbringen, was für die seltene Erkrankung schon eine große Zahl ist“, schildert Prof. Kroiß und fährt fort: „Das war nur möglich, weil die Prozesse für solche Studien von der Verwaltung bis zum Patienteneinschluss am UKW inzwischen weitgehend optimiert sind.“

Patientenbetreuung am CCC Mainfranken

Betreut werden die Patienten in der Studie vom Team des Interdisziplinären Studienzentrums (ISZ) am Comprehensive Cancer Center (CCC) Mainfranken. Das integrierte Krebsforschungs- und -behandlungszentrum ist eine gemeinsame Einrichtung des UKW und der Würzburger Universität. „Die Studie ist für uns ein wichtiger Meilenstein, da RET-Veränderungen nicht nur bei Schilddrüsentumoren vorkommen, sondern selten auch bei anderen bösartigen Erkrankungen“, unterstreicht Dr. Maria-Elisabeth Goebeler, die Leiterin des ISZ. Privatdozentin Dr. Barbara Deschler-Baier, Oberärztin des ISZ, führt aus: „Die international sichtbare Expertise der Kollegen aus der Endokrinologie wird ergänzt durch unser Programm für personalisierte Onkologie. Das bedeutet, dass wir zusammen mit der Pathologie moderne molekularbiologische Verfahren anwenden, um zahlreiche medikamentös beeinflussbare Zielmoleküle zu untersuchen und so maßgeschneiderte Therapien zu identifizieren. Dazu haben wir am CCC Mainfranken ein molekulares Tumorboard etabliert, das die Expertise aller Fachdisziplinen zusammenbringt.“
Wie eine parallel im NEJM erschienene Studie zeigte, können nicht nur Patienten mit seltenen Schilddrüsenkarzinomen von Selpercatinib profitieren – auch bei einer kleinen Untergruppe von Patienten mit nicht-kleinzelligen Lungenkarzinomen sind Behandlungserfolge möglich.

Neue Therapie am CCC Mainfranken per Härtefallprogramm verfügbar

Die veröffentlichten Ergebnisse veranlassten die US-Arzneimittelbehörde FDA bereits zur Zulassung von Selpercatinib sowohl beim Schilddrüsenkarzinom, wie auch beim nicht-kleinzelligen Lungenkarzinom. „Solange Selpercatinib in Deutschland noch nicht zugelassen ist, besteht für Patienten mit Schilddrüsenkarzinom und Lungenkrebs, bei denen eine RET-Veränderung vorliegt und die Standardtherapie bereits angewendet wurde, eventuell die Möglichkeit, an einem speziellen Härtefallprogramm teilzunehmen, das wir ebenfalls am CCC bereithalten“, berichtet Prof. Dr. Ralf Bargou, Direktor des CCC Mainfranken.
Die Entwicklung von Selpercatinib – und anderer RET-Inhibitoren – ist allerdings noch keineswegs abgeschlossen. „Derzeit läuft auch am UKW eine Studie, bei der Patienten mit RET-mutiertem fortschreitendem medullärem Schilddrüsenkarzinom nach dem Zufallsprinzip Selpercatinib oder die derzeitige Standardtherapie erhalten“, sagt Prof. Dr. Martin Fassnacht, Leiter des Schwerpunkts Endokrinologie am UKW. Und Prof. Bargou ergänzt: „Über unser CCC-Netzwerk haben Patienten mit einem der seltenen RET-aktivierten Lungenkarzinome die Möglichkeit, an einer ähnlichen randomisierten Studie mit dem RET-Inhibitor Praseltinib teilzunehmen.“

Entscheidend ist die Betreuung in Fachzentren

Prof. Kroiß fasst zusammen: „Molekular zielgerichtete Therapien wie Selpercatinib und Praseltinib bei Tumoren mit RET-Aktivierung werden zukünftig sehr wahrscheinlich die Therapie verschiedener fortgeschrittener Tumorerkrankungen verändern. Wichtig ist aber, dass diese Substanzen nicht für jeden Patienten sinnvoll sind – beim medullären Schilddrüsenkarzinom beispielsweise genügt in vielen Fällen eine spezialisierte Verlaufsbeobachtung. Entscheidend ist, dass die Patienten in spezialisierten Fachzentren betreut werden, wie etwa am CCC Mainfranken und dem Zentrum für Endokrine Tumore des UKW.“

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Im menschlichen Immunsystem nehmen T-Zellen eine wichtige Rolle ein. Sie können krankes oder fremdes Gewebe mit großer Exaktheit von gesundem und eigenem Gewebe unterscheiden; sie können die notwendigen Maßnahmen vorantreiben, mit denen der Körper sich von den Störenfrieden befreit. Die Details dieser Immunantwort sind vielgestaltig; ihre einzelnen Schritte sind noch längst nicht bis ins Letzte verstanden.
Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Universitäten Würzburg und Mainz haben jetzt neue Einzelheiten dieser Vorgänge entschlüsselt. Demnach können winzige Punktmutationen in einem Gen die T-Zellen so verändern, dass sie einen Teil ihrer Aggressivität verlieren. Das könnte beispielsweise nach einer Stammzelltransplantation von Vorteil sein, bei der T-Zellen mitübertragen werden, um so eine Reihe gefürchteter Nebenwirkungen in Schach zu halten. Die Ergebnisse ihrer Arbeit haben die Forscher jetzt in der aktuellen Ausgabe der Fachzeitschrift Journal of Experimental Medicine veröffentlicht. Verantwortlich für die Studie ist Dr. Friederike Berberich-Siebelt, Leiterin der Forschungsgruppe „Molekulare und zelluläre Immunologie“ am Institut für Pathologie der Julius-Maximilians-Universität Würzburg (JMU).

Proteinfamilie mit vielen Aufgaben

Wenn T-Zellen fremdes oder verändertes Gewebe – wie beispielsweise eine Infektion oder Tumorgewebe – wahrnehmen, geschieht dies in der Regel über die Rezeptoren, die sie auf ihrer Zelloberfläche tragen. Diese T-Zell-Rezeptoren senden dann Signale in das Zellinnere und leiten auf diesem Weg eine Reaktion ein. In einem ersten Schritt aktivieren sie eine spezielle Familie von Transkriptionsfaktoren – wissenschaftlich NFAT genannt für nuclear factor of activated T-cells. Diese wiederum binden im Zellkern an die DNA und leiten damit die Bildung von Zytokinen wie beispielsweise Interleukin-2 ein.

NFAT setzt sich aus vielen Familienmitgliedern zusammen. Diese haben zum Teil überlappende Aufgaben, zum Teil erfüllen sie aber auch ganz unterschiedliche Funktionen. Damit nicht genug: Wie viele andere Proteine in der Zelle auch können sie nach ihrer Synthese noch modifiziert werden, was ihre Funktion individuell anpasst. In der jetzt veröffentlichten Studie haben sich die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler speziell für eine Modifikation des „Familienmitglieds“ NFATc1 interessiert, die als Sumoylierung bezeichnet wird.

Punktmutationen, die einen Vorteil bringen

„Die Sumoylierung spielt in verschiedenen zellulären Prozessen eine Rolle, beispielsweise beim Kerntransport, beim geplanten Zelltod oder als antiviraler Mechanismus“, erklärt Friederike Berberich-Siebelt. Bei verschiedenen Krankheiten wie etwa Krebs und Infektionen mit Herpesviren ist zudem eine fehlerhafte Sumoylierung beobachtet worden.
In der jetzt veröffentlichten Studie haben die Wissenschaftler mit Versuchstieren gearbeitet, die zwei eigentlich unbedeutende Punktmutationen im NFATc1-Gen aufwiesen, welche jedoch die Sumoylierung verhindern. Ein Schaden ist das nicht unbedingt: „Die Nachkommen dieser Tiere sind vollkommen gesund. Es ist sogar so, dass das veränderte NFATc1 spezielle Signale vermittelt, die zumindest im Tiermodell die klinischen Symptome der Multiplen Sklerose reduzieren“, erklärt Berberich-Siebelt. Und wenn T-Zellen, die diese Veränderungen tragen, bei einer Stammzelltransplantation zum Einsatz kommen, sind diese T-Zellen wesentlich weniger aggressiv gegen die Gewebe der Empfängertiere als „normale“ Zellen.

Grundlagenforschung, die fasziniert

Molekularbiologisch sei dieser Effekt auf ein Mehr an Interleukin-2 zu Beginn der Immunreaktion zurückzuführen. „Interleukin-2 wirkt der Differenzierung zu entzündlichen T-Zellsubtypen entgegen und unterstützt gleichzeitig sogenannte regulatorische T-Zellen“, so die Autoren der Studie. Gut möglich, dass diese Entdeckung Auswirkungen auf zukünftige Stammzelltransplantation hat, bei denen auch T-Zellen übertragen werden. Wenn dabei T-Zellen zum Einsatz kommen, bei denen NFATc1 nicht sumoyliert wird, könnte dies heftige Nebenwirkungen eventuell verhindern – dann wäre die Punktmutation „eine kleine Modifikation mit großer Wirkung“, wie Berberich-Siebelt sagt.

Um das genauer zu untersuchen, werden Berberich-Siebelt und ihr Team weiter an den Möglichkeiten einer therapeutischen Umsetzung forschen im Rahmen des von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) finanzierten Sonderforschungsbereichs/Transregio „Steuerung der Transplantat-gegen-Wirt- und Transplantat-gegen-Leukämie-Immunreaktionen nach allogener Stammzelltransplantation“. „Wir wollen ausloten, ob man die Genschere CRISPR-Cas9 an humanen T-Zellen ansetzen kann, damit sie während einer hämatopoietischen Stammzelltransplantation gerade das richtige Maß an Aktivität zeigen“, so die Wissenschaftlerin.

Aber auch unabhängig von diesen möglichen Konsequenzen für einen therapeutischen Einsatz sind die neuen Erkenntnisse bedeutsam. „Für uns ist es grundsätzlich interessant, die Feinregulation in Zellen zu verstehen, wie in diesem Fall die T-Zellrezeptor-Signalgebung und die Funktion der NFAT-Familienmitglieder und ihrer Isoformen“, sagt Berberich-Siebelt. Sie findet die jetzt veröffentlichten Ergebnisse „faszinierend“. Schließlich mussten die Wissenschaftler in diesem Fall nicht, wie so oft sonst in der Forschung, ein Gen ausschalten oder im Übermaß aktivieren. Stattdessen reichten zwei eigentlich harmlose Punktmutationen und nur subtile direkte Auswirkungen aus, um am Ende den Schalter von Entzündung, Autoimmunität und Abstoßung auf Toleranz umlegen zu können. Eine kleine Schwerpunktverschiebung zu Beginn der Immunreaktion habe dafür genügt.

Förderer

Die beschriebenen Arbeiten wurden durch ein Schwerpunktprogramm der DFG, die Wilhelm Sander-Stiftung und das Interdisziplinäre Zentrum für Klinische Forschung (IZKF) der Medizinischen Fakultät der Universität Würzburg finanziell unterstützt.

Originalpublikation

Lack of NFATc1 SUMOylation prevents autoimmunity and alloreactivity. Yin Xiao, Musga Qureischi, Lena Dietz, Martin Vaeth, Subrahmanya D. Vallabhapurapu, Stefan Klein-Hessling, Matthias Klein, Chunguang Liang, Anika König, Edgar Serfling, Anja Mottok, Tobias Bopp, Andreas Rosenwald, Mathias Buttmann, Ingolf Berberich, Andreas Beilhack, Friederike Berberich-Siebelt. Journal of Experimental Medicine. DOI: 10.1084/jem.20181853

Kontakt

PD Dr. Friederike Berberich-Siebelt, T: +49 931 31 81208, friederike.siebelt@ uni-wuerzburg.de

Pressemitteilung der Universität Würzburg vom 05.10.2020

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Vom 12. bis 19. Oktober dieses Jahres findet die 3. Wuerzburg Web Week statt. Die von der Würzburg AG veranstaltete Aktionswoche will alle gesellschaftlichen Gruppen in Mainfranken zusammenbringen, die sich mit Digitalisierung beschäftigen – wie zum Beispiel das Uniklinikum Würzburg (UKW). Das Krankenhaus der Supramaximalversorgung breitet hierbei auch in diesem Jahr wieder einen umfangreichen Themenfächer aus.

Am Dienstag, 13. Oktober, zeigt das Servicezentrum Medizin-Informatik in einem Skype-Vortrag ab 14:00 Uhr unter dem Titel „Bits & Patienten“ digitale Innovationen des Klinikums, die die Krankenversorgung schon heute verbessern.

Künstliche Intelligenz in der Radiologie-Diagnostik

Um Künstliche Intelligenz und moderne Strategien der Radiologie-Diagnostik geht es am Mittwoch, 14. Oktober, bei einem Vor-Ort-Vortrag im Hörsaal des Zentrums für Operative Medizin an der Oberdürrbacher Straße. Beginn ist um 17:00 Uhr.
Am Freitag, 16. Oktober, steht die OTA-Schule des UKW auf dem digitalen Podium. Die Ausbildungseinrichtung für Operationstechnischen Assistentinnen und Assistenten (OTA) zeigt in einem Skype-Webinar zwischen 14:00 und 15:00 Uhr, wie aus Virtual Reality im Unterrichtsalltag Lernerfolge werden.

Am Samstag, 17. Oktober, geht es in zwei Runden für jeweils maximal fünf angemeldete Personen in das „kälteste Gebäude Würzburgs“: In der Interdisziplinären Biomaterial- und Datenbank Würzburg (ibdw) wird um 11:00 und um 15:00 Uhr transparent, was dort Digitalisierung und Datenschutz bedeuten.

Digitale Navigation bei Gehirn-Operationen

Das Gehirn hat eine hochgradig komplexe, dreidimensionale Architektur. Ein neurochirurgischer Experte des UKW stellt am Montag, 19. Oktober, um 14:00 Uhr in einem Skype-Vortrag die digitale Navigation mit der Hilfe von individuellen, räumlichen Karten des Gehirns bei Hirntumor-Operationen vor.

Als Besonderheit des Corona-Jahres 2020 werden heuer außerdem die jährlich stattfindenden Würzburger Demenztage mit der Web Week gekoppelt. Schließlich macht die Pandemie die bislang bei den Demenztagen üblichen direkten Vorträge unmöglich. Deshalb veranstaltet das UKW gemeinsam mit der Vogel Stiftung Dr. Eckernkamp am 12. und 16. Oktober zwei Webinare. Am Montag, 12. Oktober, steht von 14:00 bis 16:30 Uhr „Die Covid-19-Pandemie – Bedeutung für ältere Menschen“ auf dem Programm. Und am Freitag, 16. Oktober, wird ab 10:00 Uhr das Thema Demenzprävention aufgegriffen.

Weitere Details, Anmeldemöglichkeiten und Registrierungslinks finden sich auf der Plattform der Wuerzburg Web Week unter https://wueww.de.

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Wenn Krankheitserreger in den menschlichen Körper eindringen, ist eine schnelle Reaktion gefragt, um den Schaden so gering wie möglich zu halten. Quasi an vorderster Front der Immunantwort stehen spezielle Immunzellen, die sich in Schleimhautgeweben wie Lunge, Haut und Darm aufhalten, wo sie frühzeitig den Kampf gegen die schädlichen Eindringlinge aufnehmen. Ihr Name: angeborene lymphatische Zellen oder – kurz – ILCs. Eine der besonderen Eigenschaften dieser Zellen ist, dass sie nicht, wie viele andere Immunzellen, erst alarmiert und an ihren Einsatzort an den Grenzflächen unseres Körpers wandern müssen: ILCs siedeln sich schon kurz nach der Geburt in den Geweben und Organen an und verharren dauerhaft vor Ort.

Suche nach Vorläuferzellen

Über den Lebenszyklus dieser Zellen war bislang nur wenig bekannt. Das hat sich jetzt geändert: Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Max-Planck-Forschungsgruppe am Institut für Systemimmunologie der Julius-Maximilians-Universität Würzburg (JMU) haben ILCs in der Lunge untersucht. Diese Immunzellen spielen eine eine Rolle bei Asthma, aber auch bei viralen und parasitären Infektionen: „Wir wollten verstehen, wie ILCs entstehen und wie sie sich auf Ihre Umgebung spezialisieren“ erklärt Professor Georg Gasteiger, Inhaber des Lehrstuhls für Systemimmunologie II, „und wir haben uns gefragt, ob es gewebespezifische Vorläuferzellen gibt, die erklären könnten, wie sich diese lokalen Abwehrzellen vor Ort erneuern können.“

Dafür haben die Würzburger Forscher zusammen mit Kollegen des Max-Planck-Instituts in Freiburg sämtliche mRNA-Moleküle einzelner ILCs in der Lunge gemessen. Aus diesen „molekularen Fingerabdrücken“ haben sie mit Methoden des maschinellen Lernens die Entwicklung der Lungen-ILCs abgeleitet, und diese dann in ausgeklügelten experimentellen Systemen getestet. 

Ein umfassender Atlas lokaler Abwehrzellen

Die Ergebnisse ihrer Arbeit sind jetzt in der Fachzeitschrift Immunity erschienen. „Uns ist es gelungen, einen umfassenden Atlas aller ILCs zu erstellen, die in der Lunge vorkommen. Gleichzeitig konnten wir verschiedene Arten von Vorläuferzellen identifizieren: solche, die im Körper zirkulieren und andere, die sich dauerhaft in der Lunge ansiedeln“, beschreibt Georg Gasteiger das zentrale Ergebnis der jetzt publizierten Studie. „Die Arbeit zeigt, wie sich Immunzellen aus verschiedenen Quellen an lokale Gewebenischen anpassen, und legt nahe, dass nicht die Herkunft, sondern lokale Wechselwirkungen in diesen Nischen Schlüsselfaktoren sind, die die Identität und Funktion von ILCs beeinflussen.“

ILCs übernehmen viele Aufgaben

Tatsächlich lassen sich ILCs in vielen Geweben des Körpers nachweisen. Dort interagieren sie mit anderen Zelltypen, bauen eine Barriere gegen schädliche Eindringlinge mit auf, kümmern sich um die Immunantwort, setzen Entzündungsreaktionen in Gang und helfen bei Reparaturarbeiten. In der Lunge haben die Würzburger Forscher eine spezielle Unterart untersucht – sogenannte ILC2s. Diese spielen eine wichtige Rolle bei der Immunabwehr gegen parasitäre Infektionen, werden aber auch mit Asthma in Verbindung gebracht. Zusätzlich übernehmen sie eine Schlüsselfunktion, wenn es darum geht, die Lunge bei Virusinfektionen vor Gewebeschäden zu schützen.

Einwanderer unterstützen die ortsansässigen Zellen

Zwar sei aus früheren Studien der Würzburger Systemimmunologen bekannt gewesen, dass ILC2s während einer Infektion auch aus anderen Geweben in die Lunge „einwandern“ können. Unklar war jedoch, ob diese mobilen Zellen nur vorübergehend die lokalen Abwehrzellen mit spezialisierten Funktionen unterstützen, oder ob sie das Gewebe tatsächlich dauerhaft besiedeln, um den lokalen Pool an residenten Zellen aufzufüllen.

Um diese Mechanismen aufzuklären, haben die Würzburger Wissenschaftler zusammen mit Kollegen in Freiburg, Berlin, Marseille und New York einen umfassenden Einzelzell-Atlas der ILC-Populationen im Knochenmark und Lungengewebe unter normalen, physiologischen Bedingungen und während einer parasitären Wurminfektion erstellt. Dabei stießen sie auf Vorläuferzellen, die aus dem Knochenmark einwandern und das Potenzial haben, während der Infektion das gesamte Spektrum von Lungen-ILC2s zu erzeugen. Diese Zellen konnten sie auch im peripheren Blut und in Lungenproben von Tumorpatienten nachweisen.

Basierend auf diesen Erkenntnissen können diese Zellen nun auch aus dem Blut von Patienten isoliert werden, um zu untersuchen, wie sie bei verschiedenen Erkrankungen verändert sind. Die Forscher wollen weiter herausfinden, wie diese Zellen im Labor vermehrt und für zelluläre Immuntherapien eingesetzt werden können.

Originalpublikation

In situ maturation and tissue adaptation of type 2 innate lymphoid cell progenitors. Patrice Zeis, Mi Lian, Xiying Fan, Josip S. Herman, Daniela C. Hernandez, Rebecca Gentek, Shlomo Elias, Cornelia Symowski, Konrad Knöpper, Nina Peltokangas, Christin Friedrich, Remi Doucet-Ladeveze, Agnieszka M. Kabat, Richard M. Locksley, David Voehringer, Marc Bajenoff, Alexander Y. Rudensky, Chiara Romagnani, Dominic Grün, Georg Gasteiger. Immunity 53, 1–18, online / epub ahead of print 30.09.2020. DOI: https://doi.org/10.1016/j.immuni.2020.09.002

Kontakt

Prof. Dr. Georg Gasteiger, Lehrstuhl für Systemimmunologie II, T: +49 931 31-89599, georg.gasteiger@ uni-wuerzburg.de

Pressemitteilung der Universität Würzburg vom 1. Oktober 2020

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Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) beschloss Ende September dieses Jahres, bundesweit sechs neue Forschungsgruppen und eine neue Klinische Forschungsgruppe zu fördern. Letztere ist ein von der Würzburger Universitätsmedizin geführtes Team unter Leitung von Prof. Dr. Heike Rittner von der Klinik für Anästhesiologie (Direktor: Prof. Dr. Patrick Meybohm) des Uniklinikums Würzburg (UKW) und Prof. Dr. Claudia Sommer von der Neurologischen Klinik des UKW (Direktor: Prof. Dr. Jens Volkmann). Thema sind „Periphere Mechanismen des Schmerzes und seine Auflösung"; die Forschungsgruppe nennt sich ResolvePAIN. Prof. Rittner erläutert: „Schmerzen, die durch eine Störung oder Schädigung der Nerven verursacht werden, können auch ohne vollständige anatomische und physiologische Erholung neuronaler Strukturen wieder abklingen. Wir wollen herausfinden, warum dies bei manchen Patienten der Fall ist, während beispielsweise postoperative Schmerzen bei anderen auch chronisch werden können.“ Interdisziplinäre Schmerzforschung hat am Standort Würzburg eine lange und sehr erfolgreiche Tradition. Entsprechend vereinigt ResolvePAIN klinische und Grundlagenforscher/innen aus Neurologie, Anästhesiologie, Neurochirurgie, Neuroradiologie, Chirurgie, Innerer Medizin, Psychiatrie, Klinischer Neurobiologie, Physiologie und Klinischer Physiologie. Neben Würzburger Expertinnen und Experten sind auch Wissenschaftler/innen aus Leipzig und Berlin beteiligt.

Die DFG fördert die Klinische Forschergruppe in den kommenden vier Jahren mit insgesamt 6,1 Millionen Euro. „Mit ResolvePAIN wird die Schmerzforschung am UKW und an der Würzburger Universität dauerhaft gestärkt. Die Ergebnisse sollen so rasch wie möglich den Schmerzpatienten zugutekommen“, kündigt Prof. Sommer an.

Kastentext:

Zur Arbeitsweise von ResolvePAIN

In der Klinischen Forschergruppe werden klinische Schmerzkrankheiten sowie zelluläre Modelle und Modellorganismen untersucht. Sie haben gemeinsam, dass sich die Symptome beziehungsweise zellulären Veränderungen bei manchen, aber nicht bei allen zurückbilden. In longitudinalen Studien zu neuropathischen Schmerzzuständen nach Operation oder Trauma sowie bei Chemotherapie, Autoimmunität oder einer genetischen Erkrankung werden die Patienten klinisch umfassend phänotypisiert – inklusive Haut- und Blutprobenanalyse sowie MR-Neurographie. Mit einheitlichen Datenbanken und der Bioinformatik sollen Mechanismen und Prädiktoren identifiziert werden. „Dies wird helfen, zukünftig Risikopatienten zu identifizieren, die eine personalisierte intensivierte Behandlung und möglicherweise neue Behandlungsstrategien benötigen“, erläutert Prof. Claudia Sommer. Grundlagenforscher/innen unterstützen dies, indem sie diese Mechanismen bis ins kleinste Detail mit modernen bildgebenden, molekularen und genetischen Techniken untersuchen.

„Um die Projektziele auch langfristig zu stärken, wird ResolvePAIN in Zusammenarbeit mit dem Interdisziplinären Zentrum für Klinische Forschung der Uni Würzburg die Ausbildung einer neuen Generation von Clinical Scientists in den Bereichen Anästhesiologie, Neurologie, Neuroradiologie, Neurochirurgie, Chirurgie und Innere Medizin fördern“, kündigt Prof. Rittner an.

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