Würzburg. Wer in Würzburg Zahnmedizin studiert, benötigt im Schnitt 300 Übungszähne, um die verschiedenen Techniken und Behandlungen zu üben und später Patientinnen und Patienten sicher, effizient und erfolgreich behandeln zu können. Diese künstlichen Übungszähne müssen die Studierenden selbst erwerben und darüber hinaus Echtzähne in Zahnarztpraxen und bei Chirurgen sammeln. Dies bringt jedoch zahlreiche ethische, hygienische und rechtliche Herausforderungen mit sich. So ist beispielsweise eine Zustimmung zur Weiterverwendung durch eine aufwendige Dokumentation erforderlich, und es besteht ein geringes Infektionsrisiko durch diese Echtzähne. Zudem sind diese Zähne in der Regel stark vorbehandelt oder beschädigt, sodass sie sich nicht immer für Übungszwecke eignen und vor allem keine einheitlichen Lernbedingungen bieten. Kommerziell hergestelltes Übungsmaterial ist ebenfalls keine ideale Alternative, da es oft nicht den realen Bedingungen entspricht.

3D-gedruckter kariöser Zahn basierend auf dreidimensionaler Röntgenaufnahme

Deshalb stellt die Poliklinik für Zahnärztliche Prothetik des Universitätsklinikums Würzburg (UKW) ihre Übungszähne seit 2020 selbst her. „Dadurch können wir nicht nur Kosten sparen, sondern auch möglichst viele Lerninhalte in einen realitätsnahen Zahn zusammenfassen und den Studierenden ein intensiveres Training ermöglichen“, sagt Privatdozent Dr. Christian Höhne. Der Oberarzt ist unter der Leitung von Prof. Dr. Marc Schmitter, dem ärztlichen Direktor der Poliklinik für Zahnärztliche Prothetik, für die vorklinische Lehre der Abteilung zuständig. Neben seinem Zahnmedizinstudium und seiner Habilitation zum 3D-Druck in der Zahnmedizin hat Höhne Wissen im Bereich des Maschinenbaus erworben, hierbei vor allem in der Konstruktion und Herstellung von Prototypen sowie Nanostrukturtechnik. Bereits im Jahr 2019 hatte er basierend auf einer dreidimensionalen Röntgenaufnahme eines kariösen Zahnes einen ersten 3D-gedruckten Zahn hergestellt. Um den harten Zahnschmelz, das darunterliegende Dentin, die kariöse Substanz und den empfindlichen Zahnnerv (Pulpa) realistisch darzustellen, verwendete er unterschiedliche Materialien mit verschiedener Härte. So erhielten die Studierenden beim Bohren durch die entsprechenden Schichten eine taktile Rückmeldung, ähnlich wie bei einem natürlichen Zahn. Sie konnten somit praxisnah üben, wann sie stoppen oder vorsichtiger arbeiten müssen. Die im Journal of Dental Education publizierte Studie zeigte, dass 3D-gedruckte Zähne eine vielversprechende Alternative zu klassischen Modellzähnen darstellen.

Sechs Jahre und einige Publikationen später präsentiert das Team der Zahnärztlichen Prothetik einen 3D-gedruckten Zahn, der sich für sämtliche wichtigen zahnmedizinischen Eingriffe eignet – von der Karies-Entfernung und Füllung über die Wurzelkanalbehandlung, Kronenpräparation und Stiftbohrung bis hin zur Röntgenuntersuchung –, bis der Zahn in der Realität extrahiert werden müsste. Für seine herausragenden Lehrmethoden wurde das Team im Dezember 2023 mit dem Albert-Kölliker-Lehrpreis der Medizinischen Fakultät der Universität Würzburg ausgezeichnet.

Additiv gefertigter Übungszahn für Wurzelkanalbehandlungen

Die Auswertungen der verschiedenen Behandlungsschritte wurden unter einigen der mehr als zwölf Doktorandinnen und Doktoranden, die an diesem Lehrprojekt beteiligt sind aufgeteilt, die Christian Höhne zusammen mit Marc Schmitter derzeit betreut.

Im Rahmen ihrer Promotionsarbeit beschäftigte sich Assistenzärztin Isabella Di Lorenzo zum Beispiel mit der Wurzelkanalbehandlung dieses universellen Zahnes in Zusammenarbeit mit der Poliklinik für Zahnerhaltung und Parodontologie unter der Leitung von Prof. Dr. Gabriel Krastl. Nach dem Druck kümmerte sie sich um die weitere Verarbeitung, wie das Waschen der Zähne, und erprobte den Zahn in einem präklinischen Kurs mit 38 Zahnmedizinstudierenden. Die Ergebnisse veröffentlichte Isabella Di Lorenzo gerade als Erstautorin in der wissenschaftlichen Fachzeitschrift Scientific Reports des Nature Research-Verlags.

„Die Studierenden bewerteten den 3D-gedruckten Zahn als eine signifikant bessere Übungsmöglichkeit als die üblichen transparenten Acrylblöcke, die oft zum Üben für Wurzelkanalbehandlungen zum Einsatz kommen, und fast ebenbürtig zu natürlichen Zähnen, insbesondere hinsichtlich Realismus, Handhabung und Lernwert“, resümiert Isabella Di Lorenzo. „Der gedruckte Zahn ist nicht nur realistisch und kosteneffizient, sondern auch fair. Mit dem neuen Übungszahn haben wir für alle Studierenden identische Prüfungs- und Lernbedingungen geschaffen.“

Auch Oberarzt Dr. Michael del Hougne M.Sc., Kursleiter im Bereich der klinischen Lehre, ist vom neuen Übungszahn begeistert. „Unsere Studierenden können an dem Modell sogar die elektrische Längenmessung des Wurzelkanals sehr realistisch üben. Dafür mussten wir jedoch etwas tricksen, um die benötigte Leitfähigkeit herzustellen, denn der Zahn ist aus Harz, das den Strom nicht leitet.“ Im nächsten Schritt sollen 3D-Zähne mit unterschiedlichen Wurzelkanalformen entwickelt werden, um die klinischen Herausforderungen, die sich aus der anatomischen Vielfalt ergeben, zu simulieren.

Einfache Anwendung und hoher Lerneffekt bei der Kariesexkavation 

Auch die Kariesentfernung und die Behandlung des Zahnnervs wurden am neuen Übungszahn optimiert. Die ehemalige Doktorandin Dr. Lisanne Carnier veröffentlichte bereits im Oktober 2024 eine äußerst positive Bewertung des gedruckten Zahnes im Journal BMC Medical Education vom Springer Nature Verlag. Die Studierenden bewerteten den 3D-Zahn deutlich besser als die bisherigen Modelle und wünschten sich mehr Übungen mit den neuen Modellen. Die Anwendung war einfacher und der Lerneffekt höher.

3D-Zahn für das Präparieren von Klebebrücken

Im September 2024, einen Monat zuvor, publizierte die Forschungsgruppe um Michael del Hougne in Scientific Reports die erfolgreichen Testläufe eines 3D-gedruckten Zahns. An diesem durften 42 Studierende das Präparieren für eine Klebebrücke, auch adhäsive Brücke genannt, üben. Dieser Zahn wurde im Rahmen einer Doktorarbeit von Dr. Greta Behr entwickelt. Er verfügt über zwei farbige Schichten, die exakt anzeigen, wie viel und wo Material abgetragen werden muss. Auch hier bewerteten die Studierenden den Übungszahn im Durchschnitt mit der Note „sehr gut”. Sie konnten sich das Übungsziel besser vorstellen und ihre Arbeit selbst kontrollieren.

In der zahnärztlichen Prothetik müssen alle Disziplinen beherrscht werden, um dem Zahn die Krone aufzusetzen

„Diese Innovation, die additive Fertigung eines Übungszahns, der mehr oder weniger alles kann und die Lehre optimiert, kommt in der zahnärztlichen Prothetik genau zur richtigen Zeit“, meint Marc Schmitter. Durch die neue Approbationsordnung für Zahnärztinnen und Zahnärzte habe die Prothetik in der Lehre nämlich nur noch ein Drittel der Zeit, die sie zuvor hatte. Dabei seien in der zahnärztlichen Prothetik sehr viel Wissen und handwerkliche Fertigkeiten erforderlich. „Abgesehen von der Kieferorthopädie müssen wir alle Disziplinen beherrschen, um dem Zahn schließlich die Krone aufzusetzen. Manchmal müssen wir den Zahn sogar chirurgisch verlängern. Hinzu kommt der Wissenszuwachs hinsichtlich der Materialien. Wir müssen also in kürzester Zeit immer mehr Wissen und Fertigkeiten vermitteln“, erklärt Marc Schmitter. Dank des 3D-Drucks ist dies möglich. Die geringen Kosten und die einfache Reproduzierbarkeit ermöglichen ein häufigeres und intensiveres Training. 

App mit Augmented Reality (AR) erlaubt bessere und einfachere Korrektur im Aufwachskurs

Eine weitere Innovation in der zahnmedizinischen Lehre ist eine Augmented-Reality-App für den sogenannten Aufwachskurs. Die App unterstützt Studierende dabei, das Formen von Zähnen mit Wachs sowie den Umgang mit Wachswerkzeugen zu üben. Mithilfe der App können Studierende und Lehrende die Wachsvorlage über die Kamera des Smartphones oder Tablets betrachten und ein ideales Wax-up als Überlagerung auf die Aufwachsplatte einblenden. So können sich die Studierenden selbst besser beurteilen und schneller lernen. Die mehrfach ausgezeichnete Machbarkeitsstudie vom Erstautor Johannes Schrenker ist derzeit als Preprint auf der Plattform Research Square zu lesen und wird zeitnah bei Scientific Reports erscheinen.

Auswertung von 3D-gedruckten provisorischen Zahnkronen

Auch die Patientinnen und Patienten profitieren von den Innovationen in der zahnmedizinischen Lehre. Einerseits führen besser ausgebildete Zahnärztinnen und Zahnärzte zu besseren Behandlungen. Andererseits wird den Patientinnen und Patienten am UKW bereits 3D-gedruckter Zahnersatz angeboten. Mit Erfolg. Im Rahmen seiner Masterarbeit hat Michael del Hougne in einer Kohortenstudie mit 63 Patientinnen und Patienten die Langlebigkeit von insgesamt 98 3D-gedruckten provisorischen Zahnkronen untersucht. Dabei handelt es sich um Kronen, die vorübergehend eingesetzt werden, bis die endgültige Versorgung erfolgt. Die in Scientific Reports veröffentlichten Ergebnisse zeigen, dass 98 Prozent der Kronen den Untersuchungszeitraum von durchschnittlich 256 Tagen ohne größere Probleme überstanden. Die Patientinnen und Patienten waren mit dem Aussehen sehr zufrieden. Auch ihre Lebensqualität verbesserte sich im Zusammenhang mit der Mundgesundheit deutlich.

Behandlung, Forschung und Lehre im Dreiklang

„Generell ist jeder herzlich willkommen, sich bei uns behandeln zu lassen und Teil unserer Innovationen zu sein”, sagt Marc Schmitter. Bei dem Klinikdirektor stehen Behandlung, Forschung und Lehre im Dreiklang. Erst dieser Dreiklang, verbunden mit einem motivierten und hervorragend kooperierenden Team sowie interdisziplinärer Zusammenarbeit macht die Zahnklinik des UKW zu einem Ort zahnmedizinischer Innovation und Exzellenz.

Damit das so bleibt, erforscht das Team von Marc Schmitter weitere Anwendungsmöglichkeiten des Zahnes. Auch das Material soll weiter optimiert werden. „Wir wollen neue Harze entwickeln, deren Eigenschaften natürlichem Dentin und Schmelz noch ähnlicher sind, um das taktile Feedback zu verbessern“, so Christian Höhne. Ein weiteres Ziel ist die Automatisierung der Produktion. Schließlich sollen das Ausbildungskonzept und die Lernkurve validiert sowie die Übertragbarkeit der Modelle in andere Länder und Kulturen geprüft werden.

Information zur Behandlung: In der Poliklinik für Zahnärztliche Prothetik im Zentrum für Zahngesundheit am UKW sind alle Patientinnen und Patienten mit zahnärztlichem Behandlungsbedarf herzlich willkommen. Die Behandlung kann wahlweise durch die Mitarbeitenden der Abteilung oder durch Studierende in höheren Semestern unter deren Aufsicht erfolgen. Bei einer Behandlung durch Studierende können Ermäßigungen der Behandlungskosten gewährt werden.
Weitere Informationen finden Sie auf der Webseite der Zahnärztlichen Prothetik
 

Text: KL / Wissenschaftskommunikation

Würzburg. Prof. Dr. Jan-Peter Grunz ist Würzburger durch und durch. Er wurde in Würzburg geboren, machte sein Abitur am Röntgen-Gymnasium und studierte, promovierte und habilitierte an der Julius-Maximilians-Universität. Sieben Jahre lang stand er zudem bei der ersten Garde des Würzburger Fußballvereins 04 im Tor, bevor er vor zehn Jahren seine Torwarthandschuhe für die Karriere am Universitätsklinikum Würzburg (UKW) an den Nagel hängte. Dieser Weg wurde nun belohnt. Seit Juli 2025 ist der 35-jährige Radiologe der erste und bislang einzige W2-Professor für Muskuloskelettale Bildgebung in Deutschland.

Mehr Sichtbarkeit für die muskuloskelettale Bildgebung

Zur muskuloskelettalen („MSK-“) Radiologie zählen alle bildgebenden Untersuchungen, die zur Darstellung von Muskeln, Knochen, Gelenken, Sehnen, Bändern und angrenzenden Weichteilen dienen. Sie kommt unter anderem bei Sportverletzungen wie Bänder- und Muskelfaserrissen oder Knochenbrüchen zum Einsatz, hat jedoch auch eine entscheidende Bedeutung bei degenerativen und entzündlichen Erkrankungen sowie bei Tumoren des Bewegungsapparats. Damit ist die MSK-Radiologie eines der größten und vielfältigsten Anwendungsgebiete der bildgebenden Diagnostik. Nun bekommt sie, was sie schon lange verdient: mehr Sichtbarkeit.

„Mit der Einrichtung einer W2-Professur für MSK-Bildgebung setzt die Universitätsmedizin Würzburg ein wichtiges Signal – wissenschaftlich, akademisch, klinisch und strategisch“, erläutert Prof. Dr. Thorsten Bley, Direktor des Instituts für Diagnostische und Interventionelle Radiologie. Die Professur ist in sein Institut integriert. Bley ergänzt: „Ich freue mich sehr, dass Jan-Peter Grunz den Ruf angenommen hat. Mit ihm hat Würzburg das Potenzial, sich als führendes MSK-Zentrum in Deutschland und Europa zu etablieren.“

Grunz leitet am UKW bereits seit 2020 erfolgreich die wissenschaftliche Arbeitsgruppe für MSK-Bildgebung. Außerdem ist er Schirmherr des Würzburger MSK-Symposiums, das in diesem Jahr zum vierten Mal stattgefunden hat und Radiologinnen und Radiologen aus ganz Europa anzieht.

Kegelstrahl-CT: strahlungsarme Darstellung von Knochen

Im Rahmen seiner Habilitation widmete sich Jan-Peter Grunz der Anwendung der Kegelstrahl-Computertomografie (CT) am Extremitätenskelett. Bei diesem bildgebenden Verfahren wird das zu untersuchende Körperteil mit einem kegelförmigen Röntgenstrahl durchleuchtet, der dann von einem flachen digitalen Sensor aufgefangen wird. Aus den entstehenden Einzelaufnahmen wird ein dreidimensionales Bild berechnet. „Bei uns kommt die Kegelstrahl-CT mittlerweile bei fast jeder distalen Unterarmfraktur zum Einsatz“, sagt Grunz. Die Brüche nahe des Handgelenks gehören zu den häufigsten Frakturformen überhaupt. Auch am Ellenbogen oder am Fuß liefert die Kegelstrahl-CT scharfe Bilder der Knochen bei geringer Strahlenexposition. Zwei Scanner dieses Typs sind derzeit am UKW im Einsatz. „Durch zahlreiche Studien konnten wir die Geräte optimal auf die Bedürfnisse der Patientenversorgung abstimmen“, freut sich Grunz über die gelungene klinische Translation.

Photonenzählende CT: Revolution und Zukunft der muskuloskelettalen Bildgebung

Ein weiteres Forschungsgebiet des Radiologen ist die photonenzählende CT - die laut Grunz „größte Entwicklung der medizinischen Bildgebung in den vergangenen zehn Jahren“. Während die Kegelstrahl-CT nur selektiv an den Extremitäten zum Einsatz kommt, ermöglicht die photonenzählende CT einen ultrahochaufgelösten Ganzkörperscan in wenigen Sekunden. Und das mit einer noch nie dagewesenen Dosiseffizienz. Herkömmliche Computertomographen bündeln Röntgenquanten in einem Lichtstrahl, während der Detektor des neuen CT direkt jedes Photon zählt, das durch den Körper geschickt wird. Das UKW verfügt bereits seit Dezember 2021 über einen von der DFG geförderten photonenzählenden CT-Scanner, der zu einem großen Teil für die MSK-Bildgebung eingesetzt wird.

Forschungsaufenthalt an der University of Wisconsin

Als er den Ruf auf die W2-Professur erhielt, forschte Jan-Peter Grunz gerade an der University of Wisconsin-Madison in den USA. „In Madison gibt es eine starke Medizinphysik, sodass ich vor allem grundlagenwissenschaftliche Fähigkeiten mitnehmen konnte.“, schildert er. Fasziniert habe ihn die Forschungskultur in den USA. „Dort herrscht ein ganz natürliches Verständnis für Wissenschaft: Aus jeder klinisch indizierten Untersuchung wird ein Informationsgewinn gezogen, um die Bildgebung in einem iterativen Kreislauf zu verbessern“, so Grunz. Auch die Feedback-Mechanismen haben ihn beeindruckt. „Forschungsprojekte werden permanent besprochen, junge Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler werden abgeholt und systematisch an die Hand genommen.“

Professur ermöglicht strukturierte Forschung und qualifizierte Nachwuchsförderung in der muskuloskelettalen Bildgebung

Seine positiven Erfahrungen aus Wisconsin will Grunz auch in die neue Professur am UKW einfließen lassen. „Ich möchte die Schnittstelle zur experimentellen Radiologie verbessern und das vorhandene Know-how noch stärker in die Klinik einbinden“, sagt Grunz und nennt die Sequenzentwicklung für die MRT-Bildgebung als Beispiel. Dabei stellt sich die Frage: Wie kann man in kurzer Zeit Bilder mit höchster Qualität erstellen? Auch die Lehre nimmt bei ihm einen hohen Stellenwert ein. „Ich möchte unser assistenzärztliches Personal sowie den studentischen Nachwuchs optimal ausbilden und so oft wie möglich im Befundungsraum anwesend sein, um anhand praktischer Beispiele zu vermitteln, was die MSK-Radiologie ausmacht“, sagt Grunz. Kurz vor Antritt seiner Professur hat er die anspruchsvolle Prüfung für das European Diploma in Musculoskeletal Radiology (EDiMSK) in Toulouse bestanden. Außerdem verfügt er über das European Diploma in Radiology (EDiR) und einen Master of Health Business Administration (MHBA).

Nachwuchsförderung, Teamgeist, Faszination und Leidenschaft

Wie wichtig individuelle Förderung und engagierte Vorbilder sind, durfte Jan-Peter Grunz am UKW selbst erfahren. Er habe sehr vom Clinician Scientist-Programm des Interdisziplinären Zentrums für Klinische Forschung (IZKF) profitiert. Dieses ermöglichte ihm, sich zugleich klinisch und wissenschaftlich weiterzubilden. Auch das nachfolgende Bridging-Programm des IZKF, das ihn bei der Vorbereitung des ersten externen Drittmittelantrags unterstützt hat, sei ein großer Zugewinn für seine Laufbahn gewesen. Laut Grunz sind strukturierte Förderprogramme für den wissenschaftlichen Nachwuchs extrem wertvoll – ebenso wie ein guter Teamgeist. Die „große menschliche Qualität“ des Teams der Radiologie am UKW hat ihn seit dem ersten Kontakt im Rahmen seines Praktischen Jahres fasziniert. Zudem sei die Radiologie ein extrem vielseitiges, spannendes und kommunikatives, weil interdisziplinäres Fach. „Von jungen Menschen mit Sportverletzungen bis hin zu älteren Patientinnen und Patienten mit chronischen Schmerzen - jeder Fall ist eine Herausforderung. Es wird nie langweilig“, sagt Grunz.

Die Hand ist das anatomische Steckenpferd des Ex-Torhüters Grunz

Ganz nebenbei hat er gemeinsam mit Prof. Dr. Rainer Schmitt das 656 Seiten starke Buch „Referenz Radiologie – Hand” verfasst, das im Februar 2025 im Thieme-Verlag erschienen ist. Schmitt war über viele Jahre Chefarzt des Instituts für Diagnostische und Interventionelle Radiologie in Bad Neustadt a. d. Saale und gilt als der führende Experte für Handbildgebung im europäischen Raum. Im Februar 2017 kam er als Senior Consultant in die Würzburger Radiologie – zeitgleich mit Grunz – und wurde dessen Mentor. Die Faszination für die Hand ist dem ehemaligen Torhüter geblieben. „Die Hand ist eine der komplexesten anatomischen Region des menschlichen Körpers, weil man es hier mit sehr kleinen Strukturen zu tun hat, die untereinander stark vernetzt sind. Um zu verstehen, wie sich Krankheiten oder Verletzungen der Hand bemerkbar machen, muss man tief in die Biomechanik gehen”, beschreibt Grunz den Reiz seines anatomischen Steckenpferds.

Text: KL/Wissenschaftskommunikation
 

Würzburg. Die Biostatistik ist ein integraler methodischer Bestandteil bei der Planung, Durchführung und Auswertung klinischer Studien. Sie sorgt dafür, dass verlässliche Schlüsse aus klinischen Studien gezogen und neue Therapien sicher entwickelt werden können. 

Aus diesem Grund luden das Deutsche Krebsforschungszentrum (DKFZ) und die weiteren Träger des Nationalen Centrums für Tumorerkrankungen NCT WERA (Würzburg, Erlangen, Regensburg, Augsburg) am 1. Juli 2025 zum internationalen wissenschaftlichen Symposium „Biostatistik für innovative klinische Studien“ ins Universitätsklinikum Würzburg (UKW) ein. 

Das NCT ist eine langfristig angelegte Kooperation zwischen dem DKFZ exzellenten Partnern in der Universitätsmedizin und weiteren herausragenden Forschungspartnern an verschiedenen Standorten in Deutschland. Ziel des NCT ist es, die Behandlungsergebnisse und Lebensqualität von Menschen mit Krebs erheblich zu verbessern, indem innovative präklinische Entdeckungen und Entwicklungen effizient in klinische Anwendungen übertragen werden.

Starkes Interesse unterstreicht hohe Relevanz der Biostatistik für innovative klinische Studien

Rund 40 Teilnehmende aus ganz Deutschland nahmen vor Ort am Symposium teil um die spannenden Vorträge renommierter nationaler und internationaler Expertinnen und Experten zu hören. Weitere 90 Teilnehmende folgten dem Symposium online.

„Das starke Interesse unterstreicht die hohe Relevanz neuer methodischer Ansätze insbesondere im Bereich früher klinischer Studien für die onkologische Forschung“, kommentiert Prof. Dr. Peter Heuschmann, Vorstand des Instituts für Klinische Epidemiologie und Biometrie (IKE-B) an der Julius-Maximilians-Universität Würzburg (JMU). Heuschmann hatte die wissenschaftliche Planung des Symposiums zusammen mit Prof. Dr. Annette Kopp-Schneider vom DKFZ und Prof. Dr. Thomas Jaki von der Universität Regensburg (UR) vorbereitet.

Einsatz von PROMs und Methoden zur Erhebung der Dosis-Toxizitäts-Beziehung

Im Rahmen des Symposiums wurden neueste methodische Entwicklungen für frühe klinische Studien in der Onkologie diskutiert, darunter innovative Studiendesigns mit ihren jeweiligen Vor- und Nachteilen. Weitere Themen waren der Einsatz von patientenberichteten Endpunkten, sogenannten Patient-Reported Outcome Measures (PROMs), sowie Methoden zur optimalen Erhebung der Dosis-Toxizitäts-Beziehung. Ein zentrales Anliegen der Veranstaltung war die engere Verzahnung von Klinik und Statistik bei der Planung und Auswertung onkologischer Studien.

Besonderes Highlight war ein interaktiver Workshop, der den direkten wissenschaftlichen Austausch zwischen medizinischen und methodischen Fachdisziplinen ermöglichte. Gemeinsam wurden Herausforderungen und Lösungen bei der Durchführung von frühen klinischen Studien diskutiert. 
Die Teilnehmenden waren sich einig: Eine frühzeitige und strukturierte Zusammenarbeit zwischen Fachleuten aus Klinik und Biostatistik ist entscheidend für den Erfolg zukunftsweisender Studienkonzepte. Gleichzeitig wurde deutlich, dass es in der onkologischen Forschungslandschaft nach wie vor einen Bedarf an Unterstützungsstrukturen gibt. 

Professur für Biostatistik am NCT WERA

Ein bedeutender Schritt in diese Richtung ist die geplante Einrichtung einer Professur für Biostatistik am NCT WERA. Diese soll die strategisch wichtige Schnittstelle zwischen Methodik und klinischer Praxis nachhaltig stärken und dazu beitragen, die Entwicklung und Umsetzung innovativer Studienkonzepte weiter voranzutreiben.

„Das Symposium wurde von allen Beteiligten als voller Erfolg gewertet und hat wichtige Impulse für die zukünftige Ausrichtung der klinischen Forschung in Deutschland und darüber hinaus gesetzt“, resümiert Prof. Dr. Hermann Einsele, Direktor der Medizinischen Klinik II am UKW und Sprecher des NCT WERA.

Das Nationale Centrum für Tumorerkrankungen (NCT)
Das NCT ist eine langfristig angelegte Kooperation zwischen dem Deutschen Krebsforschungszentrum (DKFZ), exzellenten Partnern in der Universitätsmedizin und weiteren herausragenden Forschungspartnern an verschiedenen Standorten in Deutschland: Berlin, Dresden, Heidelberg, SüdWest (Tübingen-Stuttgart/Ulm), WERA (Würzburg mit den Partnern Erlangen, Regensburg und Augsburg) und West (Essen/Köln). Der NCT Ausbau im Jahr 2023 von den ursprünglich zwei Standorten Heidelberg und Dresden auf sechs Standorte wurde durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung im Rahmen der Nationalen Dekade gegen Krebs angetrieben und durch die Bundesländer Baden-Württemberg, Bayern, Berlin, Nordrhein-Westfalen und Sachsen unterstützt. Ziel des NCT ist, Innovationen in der Krebsforschung in Deutschland zielgerichtet und schnell in Studien zu überführen, um Krebs nach neuestem Stand der Forschung erfolgreich zu diagnostizieren und unter Beibehaltung einer hohen Lebensqualität zu behandeln. Patientinnen und Patienten sind dabei Forschungspartner auf Augenhöhe.
 

Würzburg. Alzheimer ist die häufigste Ursache von Demenz und zählt zu den größten Gesundheitsherausforderungen unserer Zeit. Bei dieser neurodegenerativen Erkrankung sterben Nervenzellen im Gehirn fortschreitend ab. Bislang konzentrierte sich die Alzheimer-Forschung vorwiegend auf die Amyloid-Plaques, die ein typisches Kennzeichen der Erkrankung sind. Die Wirksamkeit von Medikamenten, welche die Plaques reduzieren, ist jedoch umstritten. Daher fokussieren sich immer mehr Forscherinnen und Forscher auf das Tau-Protein, das nicht nur bei Alzheimer, sondern auch bei anderen neurodegenerativen Erkrankungen wie der Frontotemporalen Demenz (FTD) und der amyotrophen Lateralsklerose (ALS) verändert ist.

Hier ist das Institut für Klinische Neurobiologie des Universitätsklinikums Würzburg (UKW) nun einen wichtigen Schritt in der Forschung weitergekommen. Prof. Dr. Michael Sendtner, Privatdozent Dr. Michael Briese, Dr. Abdolhossein Zare und Dr. Saeede Salehi haben einen Schlüsselmechanismus zur Verhinderung schädlicher Tau-Ablagerungen im Gehirn entdeckt (bioRxiv - Preprint).

Mit 500.000 Euro dotierter „m4 Award” für Forschungsprojekte mit Ausgründungspotential

Dass eine Weiterentwicklung dieses Forschungsansatzes beträchtliches Potential für die Behandlung von Alzheimer hat, sieht auch das Bayerische Staatsministerium für Wirtschaft, Landesentwicklung und Energie. Staatssekretär Tobias Gotthardt und Prof. Dr. Ralf Huss, Geschäftsführer der BioM Biotech Cluster Development GmbH, überreichten am 2. Juli im Rahmen der Konferenz „BayOConnect” in München den mit 500.000 Euro dotierten „m4 Award” an die Arbeitsgruppe von Michael Briese und Michael Sendtner.
Der Preis richtet sich an akademische Forschungsprojekte mit Ausgründungspotenzial im Bereich der Biomedizin und wird alle zwei Jahre an fünf Teams vergeben. Mit der Förderung soll die Fähigkeit zu einer Anschlussfinanzierung erreicht werden. Alle ausgezeichneten Projekte erhalten zudem eine intensive Projektbegleitung auf dem Weg zur Unternehmensgründung.

Tau-Proteine stabilisieren das Zytoskelett, akkumulieren jedoch bei Alzheimer in den Axonen und führen so zum Absterben der Nervenzellen

Doch was sind Tau-Proteine eigentlich? Die Preisträger klären auf: „Tau-Proteine stabilisieren normalerweise die Struktur von Nervenzellen, das sogenannte Zytoskelett. Bei der Alzheimer-Krankheit aggregiert das Tau-Protein jedoch in den langen Fortsätzen, den Axonen, wodurch der intrazelluläre Transport und somit die Zellfunktion gestört werden. Die Nervenzellen sterben nach und nach ab, was sich bei den Betroffenen durch Gedächtnisprobleme, Orientierungslosigkeit und später durch starke kognitive Beeinträchtigungen bemerkbar macht“, erläutert Michael Briese. Der Naturwissenschaftler bringt seine Expertise in der RNA-Forschung seit 2012 in die Projekte zu neurodegenerativen Erkrankungen am UKW ein. Er studierte in Großbritannien, promovierte bei David Sattelle an der University of Oxford (MRC Functional Genetics Unit) und arbeitete anschließend als Postdoc bei Jernej Ule am Medical Research Council (MRC) Laboratory of Molecular Biology in Cambridge.

Warum also Tau nicht komplett blockieren? „Weil es in den Dendriten benötigt wird, zumindest stärker als in den Axonen“, erklärt Michael Sendtner. Der Humanmediziner leitete von 1994 bis 1999 die Klinische Forschergruppe „Neurobiologie“ am UKW, war von 2000 bis 2012 Sprecher des Sonderforschungsbereichs 581 „Molekulare Modelle für Erkrankungen des Nervensystems“ und ist seit der Jahrtausendwende Direktor des Instituts für Klinische Neurobiologie. Im Gegensatz zu den Axonen, welche die Informationen vom Zellkörper weg zu anderen Nervenzellen oder Muskeln leiten, empfangen die kürzeren, stark verästelten und baumartig aufgebauten Dendriten die Informationen von anderen Nervenzellen und leiten sie zum Zellkörper weiter. „Würde man Tau auch in den Dendriten reduzieren, ginge es dem Behandelten genauso schlecht wie bei Alzheimer: Die Person kann nicht mehr klar denken und sich nicht mehr orientieren“, schildert Sendtner.

hnRNP R hilft dabei, die Tau-mRNA in das Axon der Nervenzelle zu transportieren

Man muss also verhindern, dass die Tau-mRNA, also der Bauplan für das Tau-Protein, aus dem Zellkern zum Axon kommt und gewährleisten, dass der Transport zum Dendrit ungehindert läuft. Michael Sendtner zieht zur Veranschaulichung der Transportblockade zum Axon das Beispiel einer Buslinie heran. Die eine Linie geht vom Zellkern zum Dendrit, die andere Buslinie zum Axon. Während Tau zum Dendrit freie Fahrt hat, wird dem Protein der Einstieg in den Bus zum Axon verwehrt. 
Die Forscher schauten sich den Mechanismus genauer an. Eine Zufallsbeobachtung von Michael Briese führte schließlich zur bahnbrechenden Erkenntnis, dass das Protein hnRNP R der zentrale Transporter, also die Buslinie für die Tau-Baupläne zu den Axonen ist.

hnRNP R gehört zur Familie der heterogenen nukleären Ribonukleoproteine (hnRNP), die an RNA binden und eine wichtige Rolle bei der Verarbeitung der Erbinformationen im Zellkern spielen. „Wir haben beobachtet, dass sich hnRNP R an einen bestimmten Abschnitt der Tau-mRNA, den sogenannten 3'-UTR, anhängt. Weitere Untersuchungen an kultivierten Neuronen, in denen dieses Protein fehlt, zeigten, dass die Menge des Tau-Proteins spezifisch in den Axonen reduziert ist“, berichtet Briese.

Antisense-Oligonukleotide blockieren den Transportprozess und verhindern Bildung von Tau-Aggregaten im Axon, wodurch das Fortschreiten der Erkrankung gestoppt wird

Aus Neugier haben die Forscher sogenannte Antisense-Oligonukleotide (ASOs) entworfen, mit dem das Tau-Protein zielgenau in den Axonen reduziert werden kann. Bei ASOs handelt es sich um kurze (oligo), künstlich hergestellte Stränge aus DNA- oder RNA-Bausteinen (Nukleotide), die entgegengesetzt zur Leserichtung (antisense) der natürlichen mRNA sind. Sie binden sich komplementär an die mRNA, um diese zu blockieren. 
Und siehe da: In den Zellkulturen hatten die ASOs einen „umwerfenden Effekt“, so Sendtner. Sie verhinderten die Bindung der Tau-mRNA an hnRNP R, sodass weniger Tau-mRNA in die Axone gelangt. Mit finanzieller Unterstützung der Stiftung VERUM testeten sie die ASOs in Mausmodellen. Auch hier waren die Effekte umwerfend. „Unser Wirkstoff konnte das Fortschreiten der Alzheimer-Erkrankung stoppen“, freut sich Michael Briese über diese Entdeckung. Sie stellt einen Meilenstein in der Karriere des Grundlagenwissenschaftlers dar.

Potential für einen klinischen Wirkstoff

Wenn ein ASO, das ursprünglich nur als Proof of Principle gedacht war, derart massive Effekte hatte, wie sehen diese dann nach einer Optimierung zum echten Medikamentenkandidaten in weiteren Mausmodellen und später bei Patientinnen und Patienten aus? Besteht vielleicht sogar die Chance, dass sich die eine oder andere Funktion verbessert, wenn die Krankheit nicht mehr fortschreitet und regenerative Prozesse angestoßen werden? 
Die Forscher wandten sich an das Servicezentrum Forschung und Technologietransfer (SFT) der Julius-Maximilians-Universität Würzburg. Dieses half ihnen nicht nur bei der Patentanmeldung, sondern legte ihnen auch eine Bewerbung beim Vorgründungswettbewerb „m4 Award” nahe. Sendtner: „Für die optimale und hochprofessionelle Betreuung und Begleitung durch das SFT, insbesondere durch Dr. Iris Zwirner-Baier, Leiterin des Servicezentrums InterNationalTransfer, Erfinderberaterin und Patentmanagerin, sowie durch den Innovations-Scout Thorsten Zacher, möchten wir uns ganz herzlich bedanken. Ohne sie wären wir nicht da, wo wir jetzt sind.“ Und zwar im Forschungsprojekt mit dem Namen „blockALZ/MAPT-ASO – Blockade der axonalen Tau-Synthese als neuer Therapieansatz für die Behandlung der Alzheimer-Erkrankung“. 

Der neu entwickelte Wirkstoff mit Potential zur Medikamentenentwicklung soll zunächst in Zellkulturen und später in einem Mausmodell getestet werden. Das unmittelbare Ziel der Ausgründung wäre das präklinische Testen und die Weiterentwicklung der Wirkstoffkandidaten bis hin zur klinischen Studie. „Wenn sich ähnlich gute Effekte zeigen, dann ist die Wahrscheinlichkeit sehr hoch, dass das Medikament auch beim Menschen anschlägt“, sagt Michael Sendtner. „Unser Therapieansatz ist nicht nur für die Alzheimer-Erkrankung, sondern auch für andere Tauopathien wie die frontotemporale Demenz relevant.“

Bevor die Forscher jedoch auf die Suche nach Investoren gehen, um das Medikament bis zur Marktreife weiterzuentwickeln, suchen sie noch eine Postdoktorandin oder einen Postdoktoranden mit Erfahrung im Bereich Stammzellen für die Kultivierung von humanen Neuronen. Bewerbungen gern an Michael Briese (Briese_M@ ukw.de) oder Michael Sendtner (Sendtner_M@ ukw.de).
 

Würzburg. Marie Schulze konzentriert sich in ihrer Forschung auf die primäre biliäre Cholangitis (PBC). Dabei handelt es sich um eine chronisch-entzündliche, autoimmunbedingte Lebererkrankung, bei der die kleinen Gallengänge innerhalb der Leber allmählich zerstört werden. Dies führt zu einer chronischen Cholestase, also einem Rückstau von Gallenflüssigkeit. Typische Symptome sind Müdigkeit, Juckreiz und im späteren Verlauf eine Gelbfärbung der Haut. Unbehandelt kann PBC in eine Leberfibrose bis hin zur Zirrhose übergehen.
Zudem kann es bei PBC zu einer verminderten Knochendichte kommen. Die chronische Cholestase beeinträchtigt die Aufnahme fettlöslicher Vitamine wie Vitamin D, wodurch die Kalziumaufnahme reduziert wird und die Knochenmineralisierung gestört wird. Zusätzlich fördern chronische Entzündungsprozesse und hormonelle Veränderungen, insbesondere bei fortgeschrittener Lebererkrankung, den Knochenabbau.

Primäre biliäre Cholangitis (PBC) betrifft vor allem Frauen im mittleren Alter

„Da PBC vor allem Frauen mittleren Alters betrifft, die ohnehin ein erhöhtes Risiko für eine verminderte Knochendichte und Osteoporose haben, ist die Gefahr für einen Knochensubstanzverlust bei dieser Patientengruppe besonders hoch“, erklärt Marie Schulze. Präventive, therapeutische und Screening-Maßnahmen haben daher einen besonderen Stellenwert. Wann und wie solche Maßnahmen am besten durchgeführt werden können, will die Assistenzärztin in der Hepatologie am Uniklinikum Würzburg (UKW) in ihrem neuen Forschungsprojekt untersuchen. Dafür hat sie am 27. Juni 2025 auf dem 21. HepNet Symposium der Deutschen Leberstiftung in Hannover ein Vernetzungs-Stipendium erhalten.

Große Patientinnenkohorten am UKW und Universitätsspital Zürich

Ihre Forschung ist nämlich mit dem Universitätsspital Zürich (USZ) vernetzt. An beiden Einrichtungen, USZ und UKW, gibt es eine große Kohorte von Patientinnen mit PBC. Anhand dieser Kohorten möchte Marie Schulze den Einfluss der Grunderkrankung sowie der verschiedenen PBC-Therapien auf die Knochendichte und den Knochenstoffwechsel analysieren. Zur Therapie wird vor allem das Medikament Ursodesoxycholsäure (UDCA) eingesetzt, eine entzündungshemmende, natürlich vorkommende Gallensäure. „Für jeden Zweiten, der nicht auf UDCA ansprach, gab es bis vor kurzem noch keine guten Optionen“, sagt Prof. Dr. Andreas Geier, Leiter der Hepatologie am UKW. „Allerdings gab es hier vor einem halben Jahr mit der Zulassung der Peroxisome-Proliferator-Activated-Receptor-Agonisten (PPAR-Agonisten) für PBC einen Durchbruch.“ Der klinische Verlauf unter Therapie mit dieser Medikamentenklasse ist ebenfalls Teil des Forschungsprojekts.

Deutsche Leberstiftung unterstützt mit Vernetzungs-Stipendien zukunftsgerichtete, patientenzentrierte Leberforschung

Mit dem Stipendium der Deutschen Leberstiftung, welches die Übernahme der Reisekosten, der Unterkunft vor Ort sowie gegebenenfalls der Verbrauchsmittel in der gastgebenden Forschungseinrichtung umfasst, möchte Marie Schulze in Zürich an der Datenerfassung und -analyse mitarbeiten. Gefördert wird ein Zeitraum von bis zu sechs Monaten.

Für das Vernetzungs-Stipendium der Deutschen Leberstiftung haben sich Forschende aus Medizin und Wissenschaft aus ganz Deutschland mit ihren Projekten beworben. Die Prüfung der Förderanträge erfolgte durch ein unabhängiges Gutachterkomitee. In diesem Jahr hat das Gutachterkomitee die Förderung von zwei Projekten beschlossen. Neben dem Projekt von Marie Schulz wird das Projekt „Identifying how HDV-specific CD8+ T-cell clonotypes contribute to viral clearance in an in vitro HBV/HDV infection system” von Dr. Carina Jacobsen von der Medizinischen Hochschule Hannover (MHH) mit einem Forschungsaufenthalt am Universitätsklinikum Heidelberg gefördert.

„Die Vernetzungs-Stipendien der Deutschen Leberstiftung sind wichtige Fördermaßnahmen und stärken die interdisziplinäre und internationale Zusammenarbeit zwischen führenden hepatologischen Forschungszentren. Diese Stipendien bündeln komplementäre wissenschaftliche Kompetenzen und technische Ressourcen, um innovative Fragestellungen mit hoher klinischer Relevanz effizient und praxisnah zu bearbeiten“, beschreibt Prof. Dr. Andreas E. Kremer vom USZ die Bedeutung des Stipendiums und ergänzt: „Die mit dem Vernetzungs-Stipendium geförderten Projekte stehen exemplarisch für eine zukunftsgerichtete, patientenzentrierte Leberforschung, die sowohl die Grundlagenforschung als auch eine klinische Umsetzung im Blick hat.“

Neue Arbeitsgruppe „Biliäre Erkrankungen“ am UKW

Biliäre Erkrankungen, das heißt Krankheiten, die die Gallenwege, die Gallenblase und/oder die Gallensekretion in der Leber betreffen, nehmen weltweit zu. Gründe dafür sind die steigende Lebenserwartung, der zunehmende Anteil autoimmuner und entzündlicher Erkrankungen sowie der weltweite Anstieg von Übergewicht und Bewegungsmangel. All dies begünstigt insbesondere die Bildung von Gallensteinen. Zudem führen verbesserte Diagnostikverfahren dazu, dass diese Erkrankungen heute häufiger erkannt und dokumentiert werden als noch vor wenigen Jahrzehnten. Das UKW trägt diesem Anstieg Rechnung und gründete im vergangenen Jahr die neue Arbeitsgruppe „Biliäre Erkrankungen“, der auch Prof. Gerd Sauter, Oberarzt im Schwerpunkt Hepatologie, mit angehört.

Text: KL / Wissenschaftskommunikation
 

Würzburg. „Die Endokrinologie macht sich oft kleiner, als sie ist“, sagt Prof. Dr. Martin Fassnacht, der den Lehrstuhl für Endokrinologie und Diabetologie am Universitätsklinikum Würzburg (UKW) leitet und neuer President-elect der Deutschen Gesellschaft für Endokrinologie (DGE) ist. Schon als Student habe er immer wieder gehört, es ginge bergab mit dem Fach, in dem die hormonproduzierenden Drüsen im Mittelpunkt stehen. Tatsächlich ist die Endokrinologie eine vergleichsweise kleine internistische Subspezialität. Und es gibt aktuell nur elf Lehrstühle für Endokrinologie und Diabetologie und sogar nur sieben eigenständige Kliniken für das Fach in Deutschland. Die Konsequenzen sind ein potentieller Nachwuchsmangel in der Zukunft und aktuell bereits Versorgungsengpässe in der Betreuung von Patientinnen und Patienten mit sehr langen Wartezeiten. 

Schlüsselgebiet mit wachsender klinischer und gesellschaftlicher Bedeutung

Dabei hat die Endokrinologie in Deutschland eine hohe wissenschaftliche Relevanz mit internationaler Strahlkraft. Und der Bedarf an hoch spezialisierten Endokrinologinnen und Endokrinologen steigt stetig. Denn hormonell bedingte Erkrankungen wie Diabetes mellitus Typ 2, Adipositas, Schilddrüsenerkrankungen und Osteoporose sowie altersbedingte endokrinologische Multimorbiditäten nehmen zu und erfordern komplexe Behandlungsstrategien. Gleichzeitig kommen neue Herausforderungen wie die Transgender-Medizin, Umwelthormone und ihre Effekte auf Pubertät und Fruchtbarkeit sowie individuelle Hormontherapien, zum Beispiel in den Wechseljahren, hinzu. Fortschritte in der Molekular- und Systemmedizin verlangen zudem fundiertes Spezialwissen. 

„Es hängt vom Nachwuchs ab, ob unser Fach überlebt“

Die Förderung des Nachwuchses liegt Martin Fassnacht daher besonders am Herzen. Diese möchte er auch als DGE-Präsident weiter voranbringen. Am 1. Juli 2025 beginnt seine einjährige Einarbeitungsphase als designierter Präsident, ab dem 1. Juli 2026 ist Fassnacht dann drei Jahre lang offizieller Präsident der DGE. Der Mediziner trat der Fachgesellschaft bereits 1997 als Student bei und begründete zwei Jahre später mit einer weiteren jungen Endokrinologin und einem Endokrinologen in Ausbildung die Nachwuchsinitiative YARE (Young Active Research in Endocrinology), die im Verlauf auch der Vorläufer von EYES (European Young Endocrine Scientists) wurde. Bei YARE steht „jung“ weniger für das Alter, sondern vielmehr für den Karrierebeginn in der Endokrinologie. YARE richtet sich an Studierende, Promovierende, Assistenzärztinnen und -ärzte sowie Postdocs, die neu im Fachgebiet sind. Die Initiative organisiert unter anderem eine eigene Jahrestagung, Sessions im Rahmen des DGE-Kongresses sowie die Mitgestaltung der ESE Summer School. Zudem vergibt YARE Reisestipendien und einen Dissertationspreis zur Förderung des wissenschaftlichen Nachwuchses. 

„YARE ist jetzt schon sehr aktiv, aber wir müssen die Nachwuchsarbeit noch mehr intensivieren“, meint Fassnacht. „Es ist unsere Aufgabe als Fachgesellschaft, die jungen Leute noch stärker zu fördern, ihnen klinische und wissenschaftliche Mentoren zur Seite zu stellen und sie auch zu motivieren, ihre Forschung zu präsentieren und sich in Gremienarbeit einzubringen. Es hängt vom Nachwuchs ab, ob unser Fach überlebt.“

Mehr Commitment und Berufspolitik

Auch von den etablierten Mitgliedern der DGE wünscht sich Fassnacht künftig mehr Engagement. „Wir haben zahlreiche Arbeitsgruppen, die sich über Input freuen.“ Wenn alle ein bisschen mehr Verantwortung übernehmen, können wir die DGE noch schlagkräftiger machen. Immerhin ist sie mit rund 1.660 Mitgliedern eine der größten endokrinologischen Fachgesellschaften Europas. Sie vertritt die Interessen all derer, die im Bereich Hormone und Stoffwechsel forschen, lehren oder ärztlich tätig sind. 
Und genau deshalb müsse er sich zwangsläufig mit einem weiteren Feld beschäftigen, das nicht zur Primäraufgabe der eher wissenschaftlich geprägten DGE gehöre. „Wir müssen uns um die Berufspolitik kümmern“, meint Fassnacht und gibt zu: „In der Vergangenheit haben wir zum Beispiel bei der Einführung der Vergütung über Fallpauschalen geschlafen.“ Beim sogenannten DRG-System wird in Krankenhäusern nicht nach tatsächlichem Aufwand abgerechnet, sondern nach diagnosebezogenen Fallgruppen (Diagnosis Related Groups, kurz DRG). „Der Endokrinologie, in der es wenig apparative Diagnostik gibt und die eindeutig zur ‚sprechende Medizin‘ gehört, sind aber kaum DRGs zugeordnet, es gibt fast nur die Zweiteilung schwere oder leichte Fälle“, so Fassnacht. Hier müsse die Endokrinologie viel differenzierter betrachtet werden, zumal sie aufgrund der vielen komplexen Erkrankungen, die nicht nach Schema F behandelt werden können, sehr personalintensiv ist.

Komplexität spezialisierter Fächer muss in der Krankenhausreform explizit honoriert werden

Die geplante Krankenhausreform will das DRG-System zwar teilweise entschärfen und von einer reinen Fallpauschalen-Logik hin zu mehr Vorhaltefinanzierung übergehen. Das heißt, Kliniken bekommen Geld dafür, dass sie bestimmte Leistungen und Strukturen ständig bereitstellen - und nicht nur, wenn sie viele Behandlungsfälle haben. Das Reformmodell sieht jedoch eine Einstufung in Leistungsgruppen wie Notfallmedizin, Grundversorgung, Geburtshilfe, Chirurgie etc. vor. Es besteht die Gefahr, dass Kliniken aus Kostengründen auf Fächer wie die Endokrinologie verzichten und dann größerer Landstriche keine adäquate endokrinologische Versorgung bieten können. „Die Reform könnte aber auch ein Vorteil für die Endokrinologie sein“, meint Fassnacht. „Wenn die Politik und Kliniken erkennen, dass auch vermeintlich kleine, spezialisierte Fächer ebenfalls strukturrelevante und unverzichtbare Leistungen erbringen, die gezielt abgesichert werden müssen. Und gerade bei der Versorgung der vielen Patientinnen und Patienten mit Diabetes ist dies in Zukunft essentiell. Wenn die Finanzierung nicht gesichert ist, könnte die Versorgung weiter zentralisiert oder sogar abgebaut werden.“ 
Das Gleiche gelte für die Endokrinologie im niedergelassenen Bereich. Das Diagnostizieren und Behandeln von Patientinnen und Patienten mit Hormonstörungen müsse zudem attraktiv bleiben beziehungsweise attraktiver werden. Fassnacht: „Es ist nicht sinnvoll, dass zukünftig immer mehr Menschen mit hormonellen Erkrankungen stationär behandelt werden müssen.“

Schulterschluss mit der European Society of Endocrinology

Last but not least fordert Fassnacht einen noch engeren Schulterschluss mit der Europäischen Gesellschaft für Endokrinologie (European Society of Endocrinology, ESE). „Vieles geht einfach nur im europäischen Kontext“, sagt Fassnacht, der Mitglied verschiedener Gremien nationaler und internationaler endokrinologischer Fachgesellschaften ist. Er war beispielsweise Mitglied im Clinical Committee und im Executive Committee der ESE, ist Gründungsmitglied und war zwischenzeitlich Präsident des European Network for the Study of Adrenal Tumours (ENSAT) sowie Mitglied unterschiedlicher Kommittees der amerikanischen Endocrine Society. „Die DGE ist jedoch meine Heimatfachgesellschaft, und ich freue mich, wenn ich dazu beitragen kann, die Endokrinologie in Deutschland zu stärken.“

Zur Person
Martin Fassnacht wurde 1971 in Ludwigshafen am Rhein geboren. Er studierte Humanmedizin an der Universität des Saarlandes in Homburg/Saar sowie an der Julius-Maximilians-Universität Würzburg. Bereits in seiner Doktorarbeit beschäftigte er sich mit Nebennierentumoren. Zunächst erforschte er deren Zell- und Molekularbiologie, später befasste er sich auch mit der klinischen Versorgung dieser seltenen Krebsart. Von 2003 bis 2005 war er als Postdoktorand an der Duke University in North Carolina (USA) tätig, wo er sich auf immuntherapeutische Ansätze gegen Tumoren des Hormonsystems spezialisierte. Seit 2007 beschäftigte er sich zusätzlich intensiv mit dem Schilddrüsenkarzinom. Nach mehreren Jahren klinischer und experimenteller Arbeit in der Würzburger Endokrinologie wurde er 2012 zum Professor für Endokrinologie an der LMU in München berufen. Zwei Jahre später, im Jahr 2014, kehrte er ans UKW zurück und trat die Nachfolge von Prof. Dr. Bruno Allolio an. Seine wissenschaftlichen Schwerpunkte liegen heute vor allem im Bereich endokriner Tumoren, Erkrankungen der Nebenniere und Hypophyse sowie Adipositas. Er leitete mehrere nationale und internationale Leitliniengremien, war Hauptprüfer mehrerer Phase-II- und -III-Studien zu Nebennierentumoren, ist Autor von mehr als 300 Publikationen und wurde mehrfach für seine wissenschaftlichen Leistungen ausgezeichnet. 

Text: KL / Wissenschaftskommunikation
 

Würzburg. Zehn bis 20 Prozent der über 70-Jährigen in Europa leiden an Herzinsuffizienz, auch Herzschwäche genannt. Entweder pumpt ihr Herz nicht mehr stark genug oder es füllt sich nicht richtig. Bei einer Herzinsuffizienz mit reduzierter Pumpfunktion (HFrEF, Heart Failure with reduced Ejection Fraction) liegt in der Regel eine direkte Schädigung des Herzens vor, beispielsweise durch einen Herzinfarkt. Im Gegensatz dazu wird die Herzinsuffizienz mit erhaltener Pumpfunktion, kurz HFpEF (Heart Failure with preserved Ejection Fraction), häufig durch nicht herzspezifische Begleiterkrankungen wie Adipositas, Bluthochdruck und Niereninsuffizienz verursacht. Aber auch Diabetes ist ein wichtiger Risikofaktor. Umgekehrt kann Herzinsuffizienz Diabetes, Niereninsuffizienz und andere Erkrankungen begünstigen.

COST Action EU-METAHEART: EUropean network to tackle METAbolic alterations in HEART failure

Deshalb wird die Herzinsuffizienz inzwischen nicht mehr als isolierte Organerkrankung, sondern als Systemerkrankung des gesamten Körpers betrachtet. Das Herz steht in ständigem Austausch mit anderen Organen, beispielsweise über Hormone, Entzündungsprozesse und den Stoffwechsel. Der Stoffwechsel, auch Metabolismus genannt, umfasst insbesondere die Umwandlung von Nahrungsstoffen wie Zucker, Fetten und Aminosäuren in zelluläre Energie in den Mitochondrien, den Kraftwerken der Zellen. Genau diese metabolischen Veränderungen bei Herzschwäche stehen im Forschungsfokus des Europäischen Netzwerks EU-METAHEART (EUropean network to tackle METAbolic alterations in HEART failure). METAHEART ist eine sogenannte COST Action (CA22169), die am 18. Oktober 2023 in Brüssel ihren Kick-off hatte und vier Jahre lang gefördert wird. COST steht für „European Cooperation in Science and Technology“, und Action für das geförderte Forschungsnetzwerk, in dem Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus mehr als 40 Ländern und mit unterschiedlichen Karrierestufen zu einem gemeinsamen Thema zusammenarbeiten. 

Sonderausgabe von Nature Reviews Cardiology zu Stoffwechselveränderungen bei Herzinsuffizienz 

Einen Überblick über die vier Forschungsschwerpunkte von METAHEART (Zellstoffwechsel im Herzmuskel, Stoffwechselveränderungen auf die Blutgefäße, Immunmetabolismus, Mechano-Energetik bei Herzinsuffizienz) liefert die aktuelle Sonderausgabe der renommierten kardiologischen Fachzeitschrift „Nature Reviews Cardiology“ zum Thema Stoffwechselveränderungen bei Herzinsuffizienz. Sie erschien im Rahmen des Kongresses der Society for Heart and Vascular Metabolism, der vom 22. bis 25. Juni in Bordeaux stattfand. Das Editorial schrieb Prof. Dr. Christoph Maack, Initiator von EU-METAHEART und Sprecher des Deutschen Zentrums für Herzinsuffizienz Würzburg (DZHI), an dem er die Translationale Forschung leitet. Neben Maack sind eine Reihe weiterer Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler sowie Klinikerinnen und Kliniker aus der Universitätsmedizin Würzburg an dem Netzwerk beteiligt. 

Mechano-Energetik: Wenn Pumpfunktion und Energieversorgung aus dem Gleichgewicht geraten

Maacks Forschungsschwerpunkt ist die Mechano-Energetik bei Herzinsuffizienz, die in der vierten Arbeitsgruppe von METAHEART abgebildet wird. Im gesunden Herzen ist die Energieversorgung eng an den ständig wechselnden Bedarf angepasst. Bei Herzinsuffizienz kommt es jedoch zu einem Missverhältnis zwischen Energieversorgung und -bedarf. „Während dies bei Herzschwäche mit reduzierter Pumpfunktion vor allem auf eine verringerte Energieversorgung aufgrund von Defekten der Mitochondrien zurückzuführen ist, wird bei Herzschwäche mit erhaltener Pumpfunktion das anfangs noch gut funktionierende Herz mechanisch überlastet, beispielsweise durch hohen Blutdruck oder Übergewicht. In beiden Krankheitsbildern kommt es durch dieses Missverhältnis zu oxidativem Stress, der das Herz wiederum langfristig schädigt“, erklärt Christoph Maack. Klassische Medikamente wie ACE-Hemmer, Betablocker oder sogenannte ARNI helfen vor allem bei eingeschränkter Pumpfunktion. Bei erhaltener Pumpfunktion wirken sie dagegen weniger gut. Maack ergänzt: „Diese Form der Herzschwäche ist derzeit eine unserer größten therapeutischen Herausforderungen.“

Therapieansätze, die schädlichen Sauerstoffstress in Herzmuskelzellen hemmen

Es gibt jedoch neue Therapieansätze, die gezielt am Stoffwechsel ansetzen und sich auch positiv auf Herzschwäche mit erhaltener Pumpfunktion auswirken. Dazu zählen beispielsweise SGLT-2-Hemmer und GLP-1-Rezeptor-Agonisten, die ursprünglich für die Behandlung von Diabetes entwickelt wurden. Diese positiven Effekte hängen vermutlich mit einer besseren Energieverwertung im Körper und im Herzen zusammen. Auch bei der Mechano-Energetik spielen die Mitochondrien eine wichtige Rolle. Sind diese energetisch überlastet oder arbeiten im weiteren Verlauf nicht mehr richtig, entstehen vermehrt reaktive Sauerstoffspezies (ROS). Diese stören die elektrische Steuerung und das Zusammenziehen des Herzens, also die elektromechanische Kopplung. Zudem werden schädliche Signalwege aktiviert, die zu Umbauprozessen des Herzens führen und dessen Struktur und Funktion weiter verschlechtern. In Tierversuchen zeigen neue Therapieansätze, die oxidativen Stress in den Zellen hemmen, vielversprechende Ergebnisse. In der Praxis sind diese Therapien allerdings noch nicht angekommen. 

„Trotz bedeutender Fortschritte in der Forschung übersteigt die Komplexität des Stoffwechsels und die wechselseitige Abhängigkeit regulatorischer Mechanismen häufig die Möglichkeiten einzelner Disziplinen und Institutionen. Daher sind Konsortien wie METAHEART so wichtig, in denen Forschungsinitiativen in ganz Europa vernetzt werden“, betont Christoph Maack. 

Einfluss von Stoffwechselveränderungen auf Blutgefäße, Zellstoffwechsel im Herzmuskel und Immunmetabolismus

Die Arbeitsgruppe „Vaskuläre (Dys-)Funktion“, der auch einige Mitglieder der früheren COST Action EU-CARDIOPROTECTION (CA16225) angehören, analysiert den Einfluss von Stoffwechselveränderungen auf die Blutgefäße. Während es bei HFrEF aufgrund von Verengungen oder Verschlüssen oft in den großen Herzkranzgefäßen zu Durchblutungsstörungen kommt, ist bei HFpEF eher die Durchblutung in den kleinen Gefäßen des Herzmuskels gestört. In beiden Fällen bekommt der Herzmuskel zu wenig Blut und Sauerstoff und kann nicht mehr richtig arbeiten. Umgekehrt kann eine Herzschwäche die Durchblutung des Herzens verschlechtern – ein Teufelskreis.

Eine weitere Arbeitsgruppe untersucht, ob und wie Zwischenprodukte des Stoffwechsels die Herzmuskelzellen zusätzlich belastet. Metabolische Zwischenprodukte stehen im Verdacht, die Funktion wichtiger Eiweiße im Herzmuskel zu verändern und den Transport und Austausch von elektrisch geladenen Teilchen - sogenannten Ionen - wie zum Beispiel Kalzium, Natrium und Kalium in und aus den Herzmuskelzellen sowie die Energieübertragung zu stören. Dies erhöht den oxidativen Stress und schwächt das Herz langfristig. In der dritten Arbeitsgruppe, der Arbeitsgruppe „Immunmetabolismus“, steht das Zusammenspiel zwischen Stoffwechselveränderungen und Entzündungsprozessen im Vordergrund. Ist das Herz gestresst, reagiert das Immunsystem. Abwehrzellen wandern in den Herzmuskel ein und können, je nach Stoffwechsel, Entzündungen fördern oder hemmen. Diese Interaktionen zwischen Herz und Immunsystem werden auch im Sonderforschungsbereich SFB 1525 (Sprecher: Prof. Dr. Stefan Frantz) am Universitätsklinikum Würzburg intensiv erforscht. 

Zukunftsfähigkeit des gesamteuropäischen Wissenschaftsraums stärken 

Insgesamt sind Forscherinnen und Forscher aus 43 Ländern an METAHEART beteiligt, darunter 22 sogenannte ITCs. ITC steht für „Inclusiveness Target Countries“. Diese Länder gehören im Hinblick auf Forschung und Entwicklung zu den strukturschwächeren in Europa. Damit alle gleichermaßen vom wissenschaftlichen Austausch profitieren, müssen bei jeder COST Action mindestens 50 Prozent der beteiligten Länder ITCs sein. Ebenso ausgewogen sollte die Vertretung von Frauen und Männern in den Forschungsnetzwerken und Führungspositionen sein. Ein weiterer wichtiger Punkt der COST Actions ist die Förderung junger Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler, den sogenannten YRI, was für Young Researchers and Innovators steht. Damit soll der Wissenstransfer gesichert und die Zukunftsfähigkeit des gesamteuropäischen Wissenschaftsraums gestärkt werden. 

Short-Term Scientific Missions (STSM) 

Eine wichtige und beliebte Maßnahme der COST Actions sind die Kurzzeit-Forschungsaufenthalte, sogenannte Short-Term Scientific Missions (STSM). „Je nach wissenschaftlicher Fragestellung, Versuchsanordnung und Budget können unsere YRIs für einige Wochen ein wissenschaftliches Praktikum in einem anderen Labor absolvieren“, berichtet STSM-Koordinatorin Prof. Dr. Katrin Streckfuß-Bömeke. Die Professorin für Molekulare Pharmakologie am Institut für Pharmakologie und Toxikologie der Julius-Maximilians-Universität Würzburg ist Expertin für Erkrankungen des Herzmuskels, sogenannte Kardiomyopathien (siehe PM). Durch die STSM findet laut Streckfuß-Bömeke ein großer wissenschaftlicher Austausch innerhalb Europas statt. Ziel ist, dass jede Mission zu einer nachhaltigen Zusammenarbeit zwischen zwei Arbeitsgruppen führt. Es müsse ja kein riesiges Projekt sein, aber eine gemeinsam erarbeitete Abbildung in einem Paper oder ein gemeinsames Review seien schon toll, vor allem, wenn es von YRIs aus einem Eingliederungszielland kommt. 

Drei Tage Training School und zwei Tage Konferenz in Würzburg

Neben den STSM profitieren die jungen Forschenden auch von Konferenzen, Workshops und Trainings. So fand im September 2024 in Würzburg eine dreitägige Training School mit 24 jungen Talenten aus verschiedenen Ländern statt, an die sich eine zweitägige Konferenz anschloss. Die Teams von Christoph Maack und Katrin Streckfuß-Bömeke gaben den YRIs in den Laboren des DZHI Kurse zu den Methoden Ionoptix, Oroboros und Seahorse, die sowohl theoretische als auch praktische Inhalte umfassten. Dabei wurden sie von Vertretern der Gerätefirmen unterstützt, die eigens dafür angereist waren. Zusätzlich wurden Mentoring-Vorträge und -Gespräche für die jungen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler angeboten. 

„In Europa gibt es viele exzellente Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler auf dem Gebiet Metabolismus und Herzinsuffizienz. Aber die Fäden laufen oft in Würzburg zusammen. Die Kombination verschiedener Techniken auf dem Gebiet des Metabolismus ist hier einzigartig“, so Katrin Streckfuß-Bömeke, die bis 2021 in Göttingen geforscht hat. „Wir arbeiten mit Humangewebe, Mausgewebe und humanen Stammzellmodellen. Viele Länder haben nicht die Möglichkeit, all diese Modellsysteme und humanen Ressourcen zu nutzen.“

Die COST Action EU-METAHEART wird mit über 200.000 Euro pro Jahr für die genannten Netzwerkaktivitäten gefördert. Für ihr Engagement als Mitglieder des sogenannten Management Committee (MC) erhalten Streckfuß-Bömeke und Maack selbst keine direkten Fördergelder. Ihre Arbeit ist jedoch eine Investition in die Zukunft. So werden Kooperationspartner gefunden und neue Anträge für gemeinsame Projekte eingereicht. „Dieses Niveau, das in so kurzer Zeit erreicht wurde, und der Spirit, mit dem die Leute interagieren, habe ich so noch nie gesehen“, freut sich Katrin Streckfuß-Bömeke. Christoph Maack ergänzt: „Mit EU-METAHEART ist eine ganz neue Community entstanden. Man spürt förmlich, wie die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler für die Themen Metabolismus und Herzinsuffizienz brennen. Jetzt haben sie endlich eine Plattform, auf der sie gemeinsam viel bewegen können.“

Text: KL / Wissenschaftskommunikation