Der Bayerische ambulante Covid-19-Monitor (BaCoM) ist eine multizentrische Studie, an der auch das Institut für Allgemeinmedizin des Uniklinikums Würzburg beteiligt ist. Für das vom Bayerischen Gesundheitsministerium geförderte Vorhaben werden als Studienteilnehmende jetzt Menschen gesucht, die unterstützungs- oder pflegebedürftig sind, die entweder eine Covid-19-Infektion hatten (Studiengruppe) oder nicht hatten (Kontrollgruppe). An der Untersuchung beteiligen können sich ferner pflegende Angehörige, Pflegekräfte sowie Hausärztinnen und -ärzte.

Mit Hilfe dieser Ansprechpartnerinnen und -partner sollen folgende Fragen beantwortet werden: Was brauchen unterstützungsbedürftige Menschen in oder nach einer Covid-19-Erkrankung körperlich und seelisch? Welche Bedarfe haben pflegende oder versorgende Personen in deren Umfeld unter Pandemiebedingungen?

„Die Teilnahme an unserer Studie bietet Betroffenen die Chance, dass sich ihre während der Pandemie gemachten Erfahrungen in zukünftigen gesundheitspolitischen Maßnahmen widerspiegeln“, betont Prof. Dr. Ildikó Gágyor, eine der beiden Lehrstuhlinhaberinnen des Instituts für Allgemeinmedizin des UKW.

Mehr zur Studie gibt es unter www.bacomstudie.de. Und die Würzburger Studienhotline erreicht man unter Tel: 0931/201-47815.

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Der Bewilligungsausschuss der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) stimmte kürzlich für jeweils eine weitere Förderperiode bei zwei Sonderforschungsbereichen Transregio (SFB TRR), an denen die Würzburger Universitätsmedizin beteiligt ist. Dazu zählt der 2018 gestartete, von der Julius-Maximilians-Universität Würzburg geleitete SFB TRR 225 „Von den Grundlagen der Biofabrikation zu funktionalen Gewebemodellen“. Dessen Sprecher ist Prof. Dr. Jürgen Groll, Inhaber des Würzburger Lehrstuhls für Funktionswerkstoffe der Medizin und der Zahnheilkunde. Beteiligt sind ferner die Universitäten Bayreuth, Erlangen-Nürnberg und das Universitätsklinikum Erlangen.

Funktionale Gewebemodelle standardisiert herstellen

Unter Biofabrikation versteht die Wissenschaft die Verwendung automatisierter 3D-Druck-Prozesse für die gleichzeitige Verarbeitung von lebenden Zellen und Biomaterialien. Damit lassen sich Konstrukte erzeugen, die schon direkt nach der Herstellung in gewebeanalogen Strukturen aufgebaut sind. „Dies birgt die Möglichkeit einer automatisierten und damit standardisierten Herstellung funktionaler Gewebemodelle, die von unschätzbarem Wert als Tierversuchsersatz, für die Pharma- und Krebsforschung und als regenerative Therapieoption wären“, erklärt Prof. Groll.
Der Fortschritt des jungen Forschungsfelds wurde beim Start des Verbundes vor allem durch einen Mangel an geeigneten, zellverträglichen und druckbaren Materialien – sogenannten Biotinten – begrenzt, die neben dem Überleben der Zellen auch deren Verhalten nach dem Druck positiv beeinflussen. „Im Idealfall sollen die Biotinten das Verhalten der Zellen sogar steuern und das Entstehen eines funktionalen Gewebes fördern“, beschreibt Prof. Groll. Die Entwicklung und Etablierung solcher Biotinten war einer der Schwerpunkte der ersten Förderperiode, aus der mehr als 120 wissenschaftliche Publikationen und fünf Patentanmeldungen hervorgingen.

Entwickelte Biotinten weiter optimieren
Derzeit richtet sich der Fokus auf ein noch besseres Verständnis für die Zusammenhänge zwischen technischen Verfahrensparametern und Zellreaktionen sowie Methoden zur präziseren Herstellung von Biofabrikaten aus unterschiedlichen Zelltypen. „Das ist die Grundlage dafür, dass die gedruckten Konstrukte auch biologische Funktionen entwickeln können“, so Groll. Entsprechend konzentriert sich der SFB in der zweiten vierjährigen Förderphase auf die Optimierung der schon entwickelten Biotinten für eine Kontrolle der Zellfunktion nach der Fabrikation. Außerdem sollen sie noch besser für einen hochaufgelösten 3D-Druck angepasst werden.
Die DFG finanziert dazu den Verbund mit insgesamt mehr als zwölf Millionen Euro. Im Lauf der zweiten Förderphase wird der Würzburger Standort zudem durch die für Ende 2024 geplante Fertigstellung des Forschungsbaus „Center of Polymers for Life“ am Hubland Campus gestärkt, der unter anderem für die Biofabrikation unter Reinraumbedingungen ausgestattet wird.

Immunantwort nach Stammzellspende

Steuerung der Transplantat-gegen-Wirt- und Transplantat-gegen-Leukämie-Immunreaktionen nach allogener hämatopoetischer Stammzelltransplantation – so heißt der zweite verlängerte SFB TRR 221. Dem Ende 2017 bewilligten Verbundvorhaben gehören die Universitäten und Universitätsklinika in Regensburg, Erlangen-Nürnberg und Würzburg an. Sprecher der Würzburger Sektion ist Prof. Dr. Hermann Einsele, der Direktor der Medizinischen Klinik II des Uniklinikums Würzburg.
Worum geht es? „Für Leukämie- und Lymphom-Patienten, die auf eine Chemotherapie nicht adäquat ansprechen, ist die allogene Blutstammzelltransplantation, also von einem Fremdspender, das derzeit einzige verbleibende Therapieverfahren“, berichtet Prof. Einsele und fährt fort: „Die Wirksamkeit der Behandlung beruht auf dem Transplantat-gegen-Leukämie-Effekt – englisch Graft-versus-Leukemia-Effekt, kurz GvL. Dieser Effekt, der durch die Lymphozyten des Stammzellspenders vermittelt wird, erzielt leider nicht bei allen Patientinnen und Patienten eine ausreichende Stärke, um einen Rückfall zu verhindern.“ Und nicht nur das: Laut dem Würzburger Krebsexperten tritt der gewollte Effekt häufig zusammen mit einer Transplantat-gegen-Wirt-Erkrankung (Graft-versus-Host Disease, GvHD) auf, bei der die Spenderlymphozyten gesundes Körpergewebe attackieren. Innerhalb der ersten fünf Jahre nach der Transplantation sterben etwa 40 bis 50 Prozent der Patienten an den Folgen der GvHD oder am Leukämierezidiv.

Ziel: GvL stärken, GvDH abschwächen

Um hier gegenzusteuern, will der SFB TRR 221 innovative immunmodulatorische Strategien entwickeln, die einerseits den antileukämischen Effekt des Transplantats verstärken und andererseits die GvHD abschwächen. Die aus dem gemeinsamen Erkenntnisgewinn resultierenden Behandlungskonzepte sollen außerhalb des Forschungsverbunds in klinischen Studien getestet werden.

Pressemitteilung "Zwei Sonderforschungsbereiche der Würzburger Universitätsmedizin verlängert" als PDF zum Download.

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Der Pilz Aspergillus fumigatus verursacht jedes Jahr weltweit bei mehr als 300.000 Menschen schwere Infektionen. Insbesondere bei immungeschwächten Patienten endet eine Infektion mit Aspergillus fumigatus in bis zu 50 Prozent der Fälle tödlich. Behandelt werden die Pilzinfektionen meist mit sogenannten Triazol-Antimykotika. Aufgrund stetig steigender Resistenzen gegen diese Medikamente werden die Behandlungsmöglichkeiten jedoch zunehmend erschwert, zumal der zu Grunde liegende Resistenzmechanismus häufig nicht bekannt ist.

„Aspergillus fumigatus kommt weltweit vor und ist als Krankheitserreger gerade aktuell wichtig, da er auch Infektionen bei schwer an Covid-19 erkrankten Patientinnen und Patienten auf Intensivstation verursachen kann“, erklärt Professor Oliver Kurzai vom Institut für Hygiene und Mikrobiologie der Julius-Maximilians-Universität Würzburg (JMU) und Leiter einer jetzt veröffentlichten Studie über den Pilz.

„Die Sporen des Erregers breiten sich mit der Luft sehr effizient aus. Bisher war völlig unklar, ob alle in der Umwelt vorkommenden Stämme Infektionen beim Menschen verursachen, oder ob es sich um genetisch besondere Isolate handelt“, so Kurzai. Dabei ist die Wissenschaft sich sicher, dass die genetische Vielfalt der Erreger für die Infektion und den Krankheitsverlauf eine wichtige Rolle spielt.

Das Pangenom – genetische Vielfalt erforscht

In einer neuen Studie hat das Team von Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern des Leibniz-Instituts für Naturstoff-Forschung und Infektionsbiologie sowie der Universitäten Würzburg und Hongkong eine große Anzahl von Genomen des weit verbreiteten Schimmelpilzes sequenziert, darunter Stämme aus der Umwelt sowie klinische Proben. Zusammen definieren die Genome den gesamten Genbestand der Art, das sogenannte Pangenom, das die genetische Bandbreite von Aspergillus fumigatus umfasst.

Die Genomanalysen deckten erhebliche Unterschiede zwischen den Isolaten auf. Nur gut zwei Drittel der genetischen Information kam in allen Proben vor, während das verbleibende knappe Drittel Gene beinhaltete, die nicht bei allen Isolaten zu finden sind. Diese zusätzlichen Gene sind für das Wachstum des Pilzes entbehrlich, könnten aber eine noch unentdeckte Rolle für den Pilz in der Umwelt und bei der Infektion des Menschen spielen.

Eine besondere genetische Linie verursacht die meisten Infektionen

Der Vergleich der Genome aus Umwelt- und Patientenproben zeigte, dass eine bestimmte genetische Linie innerhalb der Art Aspergillus fumigatus mit größerer Wahrscheinlichkeit Infektionen beim Menschen verursacht. Die Genome dieser Gruppe wiesen besondere Merkmale auf, die zum Beispiel für das Überleben des Pilzes in der menschlichen Lunge eine Rolle spielen und somit als potenzielle Angriffspunkte für neue Wirkstoffe interessant sein könnten.

Außerdem identifizierten die Forscherinnen und Forscher drei Gene, die in noch unbekannter Weise mit der Triazol-Resistenz in Verbindung stehen. „Hier sehen wir ebenfalls vielversprechende Ziele für künftige Therapieoptionen. Unsere Aufmerksamkeit gilt daher dem weiteren Studium derjenigen Gene und Proteine, die mit bislang unentdeckten Resistenzmechanismen im Zusammenhang stehen“, sagt Amelia E. Barber, Erstautorin der Studie und Leiterin der Nachwuchsgruppe Fungal Informatics am Leibniz-HKI.

Hoffnung für neue Therapieansätze

Die Ergebnisse ihrer bioinformatischen Analysen stellen die Autoren in der jüngsten Ausgabe des Fachjournals Nature Microbiology vor. Ihre globale Sicht auf das genetische „Instrumentarium“ von Aspergillus fumigatus weist dabei den Weg zu möglichen neuen Therapieansätzen.

Für seine Forschungsarbeit konnte sich das Team auf die Zusammenarbeit in großen Forschungsverbünden stützen. Den Zugang zu den klinischen Isolaten ermöglichte das Nationale Referenzzentrum für invasive Pilzerkrankungen unter Leitung von Professor Oliver Kurzai, das vom Robert Koch-Institut aus Mitteln des Bundesgesundheitsministeriums unterstützt wird. Das vom BMBF geförderte Konsortium InfectControl bot den Rahmen für die Arbeiten zu Triazol-Resistenzen und deren Verbreitung in der Umwelt sowie bei klinischen Isolaten. Der von der Deutschen Forschungsgemeinschaft geförderte Exzellenzcluster Balance of the Microverse ermöglichte die Einrichtung der Nachwuchsgruppe Fungal Informatics und unterstützte die bioinformatische Analyse der enormen Datensätze.

Originalpublikation

Barber AE, Sae-Ong T, Kang K, Seelbinder B, Li J, Walther G, Panagiotou G, Kurzai O (2021) Aspergillus fumigatus pan-genome analysis identifies genetic variants associated with human infection. Nature Microbiology doi: https://doi.org/10.1038/s41564-021-00993-x

Kontakt

Prof. Dr. Oliver Kurzai, Lehrstuhl für Medizinische Mikrobiologie und Mykologie,
Telefon: +49 931 31-46160, oliver.kurzai@ uni-wuerzburg.de

Von Nora Brakhage & Michael Ramm (Leibniz-HKI) / Franziska Pietsch (JMU)

Neuroblastome treten vorwiegend bei Kindern auf. Ein bestimmter Typ dieser Tumore ist sehr aggressiv und lässt sich nur schlecht behandeln. Weltweit fahnden Forscherinnen und Forscher daher nach einer Achillesferse der Erkrankung.

Rund 50 Prozent der Hochrisiko-Neuroblastome verdanken ihre Bösartigkeit einem Protein namens MYCN. Die Substanz kurbelt in der Krebszelle die Aktivität bestimmter Gene an, die für das Wachstum des Tumors nötig sind. Doch gerade dadurch ist MYCN auch für ein Dilemma mitverantwortlich, der sich als erheblicher Schwachpunkt der Blastome herausstellen könnte.

Denn die Neuroblastom-Zellen zeichnen sich auch durch eine gesteigerte Teilungsaktivität aus. Vor jeder Teilung muss die betroffene Zelle eine komplette Kopie ihrer gesamten Erbinformation herstellen. Eine der beiden Tochterzellen bekommt dann diese Kopie, die andere das Original.

Zur gleichen Zeit müssen Teile dieser Information - nämlich die durch MYCN aktivierten tumorspezifischen Gene - aber noch mit Hochdruck abgelesen werden. „Die Zelle muss diese beiden Prozesse koordinieren“, erklärt Dimitrios Papadopoulos, der am Biozentrum am Lehrstuhl für Biochemie und Molekularbiologie in der Arbeitsgruppe von Professor Martin Eilers forscht. „Ansonsten läuft sie Gefahr, erheblich Schaden zu nehmen.“

Komplexer Kopierer erzeugt eine Dublette

Es ist ungefähr so, als wolle man Passagen eines Buches lesen, während man es zur selben Zeit kopiert. Dass dabei Fehler entstehen können, liegt auf der Hand. In der Neuroblastom-Zelle ist das nicht anders. Dort erzeugt ein komplexer Kopierer Schritt für Schritt eine Dublette des Erbguts, der DNA - ein Vorgang, der sich Replikation nennt. Gleichzeitig findet aber noch ein weiterer Prozess statt, die Transkription. Dabei schreibt eine ganz andere Maschine die DNA-Abschnitte ab, die die Zelle benötigt, da sie die Bauanleitung für wichtige Proteine enthalten.

Auch in gesunden Zellen laufen Replikation und Transkription ein Stück weit parallel. In Neuroblastomen verschärft MYCN dieses Dilemma allerdings deutlich. „Es kommt also zu einem Konflikt“, sagt Papadopoulos. „Als Folge kann der DNA-Faden beispielsweise zerreißen. Wenn dieser Fehler nicht schnell repariert wird, bedeutet das für die Zelle das Todesurteil.“ Zusammen mit Kolleginnen und Kollegen hat er in seiner Studie erforscht, wie sie dieser Gefahr begegnet.

Unterstützung durch einen zelleigenen Schredder

Demnach nutzt sie dazu zwei unterschiedliche Mechanismen: Einerseits kann MYCN eine Art Schredder im Zellkern zur Hilfe rufen, das RNA-Exosom. Dieses unterbindet die Erstellung der Abschriften, die für die Herstellung der Proteine benötigt werden. Der eigentliche Kopierer kann seine Arbeit dadurch ungehinderter verrichten.

Kann MYCN kein Exosom herbeirufen, rekrutiert es alternativ ein Molekül namens BRCA1. Dieses Molekül gibt in Entstehung begriffene DNA-Abschriften gewissermaßen zur direkten Vernichtung frei. Zudem werden dann als Folge auch keine weiteren Abschriften mehr erstellt, so dass der Weg für den Kopierer ebenfalls frei ist.

Die Ergebnisse der Studie lassen sich möglicherweise auch für künftige Therapien nutzen. So hoffen die Forschenden, durch geeignete Wirkstoffe die Zusammenarbeit zwischen MYCN und BRCA1 stören zu können. „Wenn wir dann noch zusätzlich verhindern, dass MYCN das Exosom zur Hilfe ruft, könnte es in den Tumorzellen gehäuft zu schwerwiegenden DNA-Schäden kommen“, erklärt Dimitrios Papadopoulos. „Auf diese Weise ließen sie sich vielleicht abtöten - und zwar ganz gezielt, ohne dass Schäden an anderen Zellen zu befürchten sind.“

Publikation

Dimitrios Papadopoulos et. al.: MYCN recruits the nuclear exosome complex to RNA polymerase II to prevent transcription-replication conflicts. Molecular Cell. https://doi.org/10.1016/j.molcel.2021.11.002

Kontakt

Dr. Dimitrios Papadopoulos, Lehrstuhl für Biochemie und Molekularbiologie, Telefon: +49 931-3189352, E-Mail: dimitrios.papadopoulos@ uni-wuerzburg.de

Würzburg, 30. November 2021 – Bei der Mehrheit der Patientinnen und Patienten mit schwerem COVID-19 vernarbt die Lunge in außergewöhnlich starkem Ausmaß. Das zeigen Forschende der Charité – Universitätsmedizin Berlin, des Helmholtz-Instituts für RNA-basierte Infektionsforschung (HIRI), des Max-Delbrück-Centrums für Molekulare Medizin in der Helmholtz-Gemeinschaft (MDC), der Uniklinik RWTH Aachen und des Robert Koch-Instituts in einer aktuellen Studie. Wie sie in der Fachzeitschrift Cell beschreiben, spielen Fresszellen des Immunsystems eine zentrale Rolle. Einige Prozesse des COVID-19-Lungenversagens ähneln dabei denen der idiopathischen Lungenfibrose, einer bisher unheilbaren Form der Lungenvernarbung. Die gestörte Narbenreaktion könnte erklären, warum die Lunge lange funktionsunfähig bleibt und eine langwierige ECMO-Therapie erfordert.

Weiterlesen: 

Die komplette Medieninformation inkl. Bildmaterial können Sie hier einsehen (Link zur HIRI-Webseite).

Gemeinsame Pressemitteilung der Charité, des Helmholtz-Instituts für RNA-basierte Infektionsforschung, des Max-Delbrück-Centrums für Molekulare Medizin und der Uniklinik RWTH Aachen

Um die Spitzenforschung an den Hochschulen weiter zu stärken, richtete die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) Ende November dieses Jahres bundesweit 14 neue Sonderforschungsbereiche (SFB) ein. Einer davon wird von der Würzburger Universitätsmedizin angeführt. Unter dem Titel „Kardio-immune Schnittstellen“ will er die komplexen Wechselwirkungen zwischen dem Immunsystem, Entzündungsprozessen und Herzerkrankungen aufklären. Im Idealfall können damit Grundlagen für neue Therapien geschaffen werden. 

Hinter dem Vorhaben steht ein Konsortium aus elf Instituten und Einrichtungen des Uniklinikums und der Uni Würzburg. Außerdem sind Forschende aus dem Würzburger Helmholtz-Institut für RNA-basierte Infektionsforschung, dem Universitätsklinikum Hamburg-Eppendorf und der Harvard Medical School in Boston/USA beteiligt.

Selbe Signalwege, aber gegensätzliche Effekte

Sprecher des SFB ist Prof. Dr. Stefan Frantz. Der Direktor der Medizinischen Klinik I des Uniklinikums Würzburg erläutert: „In den letzten Jahren konnten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler unseres Konsortiums zeigen, dass inflammatorische und immunologische Mechanismen den Verlauf von Krankheits- und Heilungsprozessen bei Herzerkrankungen spürbar beeinflussen. Allerdings sind diese Mechanismen stark abhängig von Kontext und Zeitpunkt: In unterschiedlichen Krankheitsstadien können dieselben molekularen Signalwege gegensätzliche Effekte haben!“ Im neuen Sonderforschungsbereich sollen die entsprechende Schnittstellen und Vorgänge bei Herzmuskelerkrankungen genauer untersucht werden. Im Ergebnis hofft Prof. Frantz unter anderem auf neue, immunbasierte kardiovaskuläre Diagnose- und Therapiewege. 

Experten mit kardiologischem, wie immunologischem Verständnis

Das Vorhaben soll ferner auch in die Ausbildung ausstrahlen. Prof. Frantz: „Um bei der Translation in diesem Themenfeld weiterzukommen, brauchen wir Ärztinnen und Ärzte sowie Naturwissenschaftlerinnen und Naturwissenschaftler, die sich sowohl in der Kardiologie, wie auch in der Immunologie auskennen. Dafür müssen wir eine neue akademische Struktur für die interdisziplinäre Zusammenarbeit etablieren.“

Die DFG fördert den SFB in den kommenden vier Jahren mit insgesamt über zwölf Millionen Euro.

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