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Preise für den weltweit ersten umfassenden Zellatlas für die Nebenniere

Die Endokrinologin Barbara Altieri vom Uniklinikum Würzburg hat mit Kolleginnen und Kollegen im Rahmen eines DFG-Projekts den weltweit ersten umfassenden Zellatlas für die Nebenniere erstellt und hierfür national und international Preise erhalten. Der Atlas ermöglicht ein besseres Verständnis der molekularen Mechanismen, die der Tumorentstehung in der Nebennierenrinde zugrunde liegen.

 

Das Bild zeigt die Gewinnerin Barbara Altieri mit Urkunde, umgeben von Juroren.
Gruppenbild nach der Verleihung des Young Investigator Awards im Mai 2022 in Mailand: v.l.n.r. Prof. Carlos Dieguez, Prof. Riccarda Granata, Dr. Barbara Altieri, Prof. Beata Kos Kudla © European Society of Endocrinology, European Congress of Endocrinology 2022
Das Bild zeigt eine in-situ Einzelzellanalyse, bei der die Moleküle blau, grün, gelb und rot markiert sind.
Bei der Einzelzellanalyse von Nebennieren wurden hier bestimmte Moleküle mit fluoreszierenden Markern versehen, um sie im Gewebe nachweisen zu können; dunkelblau die Kapsel; grün und gelb die Nebennierenrinde; rot das Nebennierenmark. © UKW / Endokrinologie

Von der Histologie und Pathologie der Nebenniere, also den spezifischen Funktionen des Gewebes und krankhaften Veränderungen dieser wichtigen Hormondrüsen, hatte die Wissenschaft bereits ein recht gutes Bild. Doch eine Übersicht über die einzelnen Zellen gab es bislang noch nicht. Somit waren die komplizierten molekularen Mechanismen, die der Selbsterneuerung der Nebenniere bei Erwachsenen zugrunde liegen, bisher kaum geklärt.

Schoeller-Junkmann-Preis der DGE für Zellatlas

Durch die Kombination von Einzelzelltechnologien, dem sogenannten Single Cell RNA Sequencing, und Transkriptom-Analysen, der Analyse aller zu einem Zeitpunkt in einer Zelle transkribierten Gene, hat Barbara Altieri vom Uniklinikum Würzburg gemeinsam mit Alim Kerim Secener vom Max Delbrück Center for Molecular Medicine in Berlin, nun einen umfassenden Zellatlas der gesunden Nebenniere erstellt.

„Damit konnten wir zum einen das bestätigen, was bereits bekannt war, zum anderen aber auch Neues entdecken“, berichtet Barbara Altieri. „Wir haben unter anderem zwei neue bislang unbekannte Zelltypen identifiziert.“ Die eine Stammzelle wandelt sich später zu adrenalinproduzierenden Zellen im Nebennierenmark um, die andere ist der Vorgänger von hormonproduzierenden Zellen in der Nebennierenrinde.

Allein die Entwicklung dieses weltweit ersten umfassenden Zellatlas für die Nebenniere war der Deutschen Gesellschaft für Endokrinologie (DGE) eine Auszeichnung wert. Bei der diesjährigen Jahrestagung verlieh die DGE den traditionsreichen und mit 12.000 Euro dotierten Schoeller-Junkmann-Preis an Barbara Altieri und Ali Kerim Secener. Molekulare

Heterogenität der gutartigen Nebennierenrindenkarzinome

Ein weiteres Projekt folgte: Der Zellatlas ermöglicht nicht nur ein besseres Verständnis der Selbsterneuerung der Nebenniere - die Nebenniere muss sich permanent selbst erneuern um die wichtigen Steroidhormone zu produzieren wie etwa das Stresshormon Cortisol, das Geschlechtshormon Androstendion oder Aldosteron, welches den Salz- und Wasserhaushalt reguliert. Der Zellatlas gibt auch Einblicke in die molekularen Mechanismen, die der Tumorentstehung in der Nebennierenrinde zugrunde liegen und hilft bei der Charakterisierung der Tumorzellen. Barbara Altieri hat das Transkriptionsprofil von gesunden Nebennieren mit denen von Nebennieren mit gutartigen Tumoren verglichen. „Der Vergleich hat eine deutlich größere Heterogenität dieser Tumorentität offenbart, als man bisher angenommen hatte. Es haben sich verschiedene spezifische Zellpopulationen gezeigt, die je nach Hormonproduktion und Mutationsstatus des Tumors unterschiedlich verteilt sind“, schildert Barbara Altieri ihre Entdeckung. Das bedeutet, dass uns nun weitere Charakteristika zur Verfügung stehen, um das Risiko einer Tumorerkrankung besser einzuschätzen, gegebenenfalls engmaschiger zu kontrollieren und gezielter behandeln zu können“, erläutert Barbara Altieri.

Auszeichnungen durch die European Society of Endocrinology

Eine ausgezeichnete Entdeckung befand die European Society of Endocrinology (ESE) und verlieh Barbara Altieri für ihre neuen Erkenntnisse über die molekulare Pathogenese von gutartigen Nebennierentumore anhand des Zellatlas Ende Mai auf dem European Congress of Endocrinology in Mailand (Italien) den Young Investigator Award. Zeitgleich wurde die gebürtige Italienerin und Wahl-Würzburgerin ins ESE Young Endocrinologists & Scientists (EYES) Committee gewählt. Die 37-Jährige vertritt nun vier Jahre lang als ein Mitglied von insgesamt sechs europäischen NachwuchswissenschaftlerInnen Deutschland. „Eine große Ehre!“, sagt sie. Die engagierte Ärztin hatte bereits während ihrer Facharztausbildung und Doktorarbeit längere Forschungsaufenthalte am Uniklinikum Würzburg, wo sie seit drei Jahren fest als PostDoc am Lehrstuhl für Endokrinologie und Diabetologie tätig ist.

Im nächsten Schritt will sie mit ihrem Team die Methoden für die Untersuchung von bösartigen Nebenrindenkarzinomen einsetzen und deren Transkriptomprofil mit dem von normalen Nebennieren und gutartigen so genannten adrenokortikalen Tumoren vergleichen.

„Ich freue mich sehr über die Auszeichnungen dieser großartigen Arbeit. Unser Zellatlas der Nebenniere stellt eine einzigartige Quelle für die Untersuchung von Nebennierenerkrankungen dar“, kommentiert Prof. Dr. Martin Fassnacht, Leiter der Endokrinologie am Uniklinikum Würzburg.

Projektbeschreibungen:

Die Projekte sind Teil eines großen von der Deutschen Forschungsgemeinschaft geförderten Projekts, das unter der Leitung von Prof. Dr. Martin Fassnacht und Privatdozentin Dr. Cristina Ronchi aus Würzburg sowie Dr.Sascha Sauer vom Max Delbrück Center for Molecular Medicine in Berlin steht. Titel: Aufklärung der molekularen Pathogenese von Nebennierenrindentumoren durch funktionelle Genomik (Projektnummer 405560224). gepris.dfg.de/gepris/projekt/405560224;

Ein Teil der Forschungen fand zudem im Rahmen des Sonderforschungsbereichs Transregio 205 „Nebenniere“ statt.

Abstract Young Investigator Award ESE 2022: Single-nuclei transcriptome of adult human adrenal glands reveals novel insights into molecular mechanisms intrinsic to adrenocortical tumourigenesis and cortisol secretion. Barbara Altieri , Ali Kerim Secener , Somesh Sai , Cornelius Fischer ,  Silviu Sbiera , Panagiota Arampatzi , Sarah Vitcetz , Caroline Braeuning , Sascha Sauer , Martin Fassnacht  & Cristina Ronchi  - www.endocrine-abstracts.org/ea/0081/ea0081yi2

Das Bild zeigt die Gewinnerin Barbara Altieri mit Urkunde, umgeben von Juroren.
Gruppenbild nach der Verleihung des Young Investigator Awards im Mai 2022 in Mailand: v.l.n.r. Prof. Carlos Dieguez, Prof. Riccarda Granata, Dr. Barbara Altieri, Prof. Beata Kos Kudla © European Society of Endocrinology, European Congress of Endocrinology 2022
Das Bild zeigt eine in-situ Einzelzellanalyse, bei der die Moleküle blau, grün, gelb und rot markiert sind.
Bei der Einzelzellanalyse von Nebennieren wurden hier bestimmte Moleküle mit fluoreszierenden Markern versehen, um sie im Gewebe nachweisen zu können; dunkelblau die Kapsel; grün und gelb die Nebennierenrinde; rot das Nebennierenmark. © UKW / Endokrinologie

Uniklinikum Würzburg: Bewegungs-Challenge bringt Spende für Hilfe im Kampf gegen Krebs e.V.

Im Zusammenhang mit der am Uniklinikum Würzburg in diesem Frühjahr durchgeführten Bewegungs-Challenge „MOVE IT 4 WERA“ spendete die VR-Bank Würzburg jetzt insgesamt 5.000 Euro an den Verein „Hilfe im Kampf gegen Krebs“.

Würzburg. Claus Reder, Vorstandsmitglied der VR-Bank Würzburg, überreichte am 29. August 2022 am Uniklinikum Würzburg (UKW) einen symbolischen Riesenscheck über 5.000 Euro an Gabriele Nelkenstock, die Vorsitzende des Vereins „Hilfe im Kampf gegen Krebs“. 

Die Spende hat eine Verbindung zu der in der diesjährigen Fastenzeit am UKW durchgeführten Bewegungs-Challenge „MOVE IT 4 WERA 2022“. „WERA steht für die bayerischen Krebszentren Würzburg, Erlangen, Regensburg und Augsburg. Zusammen sollen sie zukünftig ein neues Nationales Centrum für Tumorerkrankungen bilden“, erläuterte Prof. Dr. Jens Maschmann, der Ärztliche Direktor des UKW, bei der Spendenübergabe. Aufgabe der Challenge war es nach seinen Worten, zwischen dem 2. März und 17. April einen virtuellen Rundkurs zwischen den vier Zentren von 525 km Länge möglichst oft abzulaufen. „Dazu fanden sich UKW-Mitarbeitende in bis zu sechsköpfigen Teams zusammen und sammelten gemeinsam Kilometer. Es zählten sowohl Schritte, als auch alle anderen Arten der sportlichen Aktivität, die dann in Schritte umgerechnet wurden“, schildert Sabrina Seitz vom Referat HR-Entwicklung des Klinikums, eine der Organisatorinnen der Veranstaltung.

Am Ende kamen die 540 Teilnehmerinnen und Teilnehmer auf fast 227.000 km. Die VR-Bank Würzburg spendete für die ersten 500 Teilnehmenden je zehn Euro an „Hilfe im Kampf gegen Krebs e. V“. 

Ein zusätzlicher Bonus der Challenge

„Wenn Sport und Teamgeist dazu führen, dass wir eine Unterstützung im Kampf gegen den Krebs leisten können, entspricht das genau unseren genossenschaftlichen Werten. Deshalb haben wir bei diesem Vorhaben aus vollster Überzeugung und mit Freude geholfen“, betonte Claus Reder beim Treffen am UKW. Gabriele Nelkenstock unterstrich ihrerseits: „Körperliche Aktivitäten fördern die Gesundheit und das Wohlbefinden in vielfacher Hinsicht. Die großzügige Spende der VR-Bank Würzburg ist ein zusätzlicher Bonus der Challenge, der vielen weiteren Menschen zugutekommen wird.“ Der von ihr geführte Verein nutzt Spenden dazu, gemeinsam mit dem UKW die Heilungschancen, die Behandlung und die Lebensqualität von Krebspatientinnen und -patienten zu verbessern. 

Gutscheine für die drei besten Teams

Nelkenstock bedankte sich nicht nur bei der VR-Bank, sondern bei allen Sponsorinnen und Sponsoren, dem Orga-Team und den Challenge-Teilnehmenden sehr herzlich für die großartige Unterstützung. Als kleine Anerkennung für die drei leistungsstärksten Teams des Wettbewerbs überreichte sie von den drei Würzburger Lokalen Da Luigi, Locanda und Brückenbäck gesponserte Gutscheine.

Trampolinspringen: Spiel, Spaß – und Knacks! / "Katapult-Effekt" als Ursache für Unfälle

Trampolinspringen ist bei Kindern und Jugendlichen zunehmend beliebt. In der Kinderchirurgie des Uniklinikums Würzburg häufen sich jedoch auch die damit verbundenen Verletzungen.

Würzburg. In den letzten Jahren hat das Trampolinspringen in der Freizeit bei Kindern und Jugendlichen in Deutschland und international stark an Popularität gewonnen. Leider stiegen damit auch die Unfallzahlen spürbar. In Deutschland ereignen sich derzeit an den Trampolins jährlich rund 40.000 Unfälle, wobei Mädchen und Jungen gleich häufig betroffen sind. Der Altersdurchschnitt liegt dabei bei acht Jahren.

Auch in der Abteilung für Kinderchirurgie – Kinderurologie und Kindertraumatologie der Chirurgischen Klinik I des Uniklinikums Würzburg (UKW) war in den letzten Jahren eine deutliche Zunahme der Trampolin-assoziierten Verletzungen zu registrieren. Prof. Dr. Thomas Meyer, der Leiter der Abteilung, schildert: „68 Prozent der Unfälle passieren, wenn mehrere Kinder gleichzeitig springen und bei 42 Prozent ist eine missglückte Landung die Ursache. Bei der Hälfte aller Kinder ist die untere Extremität verletzt, bei einem Drittel die obere Extremität – hier vor allen Dingen der Ellenbogen.“ Obwohl Halswirbelverletzungen relativ selten seien, ist nach den Worten des Experten das Risiko einer Querschnittslähmung jedoch nicht zu unterschätzen. 

Typische Verletzungen

Zu den „klassischen“ Verletzungen von Kindern unter sechs Jahren beim Trampolinspringen gehört die proximale Tibiafraktur, also ein Bruch des oberen Schienbeins. „Dafür hat sich in der Fachwelt schon der Name ‚Trampolinfraktur‘ eingebürgert“, sagt Prof. Meyer und fährt fort. „Ursächlich ist hier immer das Trampolinspringen zusammen mit einem schwereren Kind oder einem Erwachsenen. Hier kann es leicht zu einem Katapult-Effekt kommen.“ 

Schwere Unfälle treten nach seinen Angaben auch dann auf, wenn das Netz um das Trampolin nicht geschlossen oder defekt ist. In dieser Situation sind gravierende Verletzungen im Bereich des Ellenbogengelenkes oder des unteren Unterarms keine Seltenheit. 

Auch wenn Kinder zusammen mit anderen Sportgeräten, wie zum Beispiel einem Ball, auf dem Trampolin springen, sind schwerwiegende Verletzungen möglich. So berichtet Prof. Meyer im Zusammenhang mit diesem Szenario über eine Häufung von Knieverletzungen, die normalerweise im Kleinkindes- und Schulalter extrem selten auftreten.

Manche Verletzungen nicht sofort ersichtlich 

Neben diesen leicht ersichtlichen Verletzungen erlebt Prof. Meyer in seinem Klinikalltag jedoch auch Verletzungen, die nicht sofort mit dem Trampolinspringen in Zusammenhang zu bringen sind. Hier erinnert sich der Kinderchirurg beispielsweise an eine kleine Patientin, die mit zunehmenden Bauchschmerzen vorgestellt wurde. Das Mädchen erzählte, dass die Beschwerden plötzlich eingesetzt hätten und sie im Verlauf mehrfach erbrochen habe. Im Nebensatz wurde ein vorausgegangenes, exzessives Trampolinspringen erwähnt, in dessen Verlauf es dann zu den plötzlichen Schmerzen gekommen sei. Klinisch bestätigte sich der Befund eines verdrehten Eierstockes. Glücklicherweise konnte das kinderchirurgische Team des UKW in einer Schlüsselloch-Operation die Verdrehung wieder auflösen und den Eierstock somit erhalten.

Warn- und Sicherheitshinweise berücksichtigen

Die Deutsche Gesellschaft für Kinderchirurgie sowie die Deutsche Gesellschaft für Orthopädie und Unfallchirurgie haben in den letzten Jahren wiederholt vor den Gefahren des Trampolinspringens gewarnt und auf die besondere Gefährdung von kleinen Kindern hingewiesen. Sie empfehlen daher diese Betätigung erst ab einem Alter von sechs Jahren. Der Berufsverband der Kinder- und Jugendärzte gibt folgende Warn- und Sicherheitshinweise zur Nutzung eines Trampolins:

  • Kinder unter sechs Jahren gehören nicht auf ein Trampolin. 
  • Nicht ohne Netz und niemals zusammen springen.
  • Keine Saltos oder anderen Überkopfsprünge.
  • Nur in Gegenwart von Erwachsenen springen.

Ergänzend empfiehlt Prof. Meyer auf Spielgeräte, wie Bälle, auf dem Trampolin zu verzichten.

„Wenn man diese Regeln befolgt, bietet das Trampolinspringen Spiel und Spaß mit geringem Risiko für böse Überraschungen“, so der Mediziner abschließend. 

Uniklinikum Würzburg: Digitaler Infoabend zu ADHS

Am Dienstag, den 27. September 2022, informieren eine Expertin und zwei Experten des Uniklinikums Würzburg in einem Webinar über die Aufmerksamkeitsdefizit-Hyperaktivitätsstörung (ADHS) bei Kindern und Jugendlichen. Die kostenlose Veranstaltung ist ein Gemeinschaftsprojekt mit der Mediengruppe Main-Post.

Würzburg. Die Aufmerksamkeitsdefizit-Hyperaktivitätsstörung (ADHS) gehört zu den häufigsten psychischen Auffälligkeiten bei Kindern und Jugendlichen – schätzungsweise zwei bis sechs Prozent sind davon betroffen. Charakteristisch sind drei Hauptsymptome: Hyperaktivität, Unaufmerksamkeit und Impulsivität. „Allerdings leidet nicht jedes unruhige oder unaufmerksame Kind gleich unter ADHS. Ob wirklich eine krankhafte Störung vorliegt, kann nur von erfahrenen Medizinerinnen und Medizinern nach einer differenzierten Untersuchung festgestellt werden“, betont Prof. Dr. Marcel Romanos. 

Der Direktor der Klinik und Poliklinik für Kinder- und Jugendpsychiatrie, Psychosomatik und Psychotherapie (KJPPP) des Uniklinikums Würzburg (UKW) ist einer der drei Fachleute, die bei der Online-Veranstaltung „ADHS bei Kindern und Jugendlichen“ am Dienstag, den 27. September 2022 zu Wort kommen. Zusammen mit der Diplom-Psychologin Dr. Julia Geissler und Prof. Dr. Lorenz Deserno, dem Leiter der Spezialambulanz ADHS der KJPPP, gibt er dabei Antworten auf Fragen wie: Wie kann ich feststellen, ob mein Kind ADHS hat? Welche Behandlungsmöglichkeiten gibt es? Was passiert, wenn ADHS nicht behandelt wird? Und wie bekomme ich Hilfe im Alltag?

Das vom UKW und der Mediengruppe Main-Post gemeinsam organisierte, kostenlose Webinar geht von 18:00 bis etwa 19:30 Uhr. Es nutzt die Plattform Zoom. Voraussetzung für die Teilnahme ist eine Internetverbindung sowie ein Smartphone, ein Tablet, ein Laptop oder ein PC. Wichtig – auch für die Übermittlung der Zugangsdaten – ist eine Anmeldung ausschließlich bei der Main-Post unter Tel: 0931/6001 6001 oder unter http://akademie.mainpost.de.

 

Wie verlässlich sind Corona-Schnelltests bei der Omikron-Variante?

Eine groß angelegte klinische Studie mit mehr als 35.000 durchgeführten Paralleltestungen am Universitätsklinikum Würzburg zeigt, dass Antigen-Schnelltests eine Schwäche bei der Erkennung von Omikron-Infektionen haben.

Das  Bild zeigt eine Testsituation am Uniklinikum Würzburg, ein Mitarbeiter entnimmt mit einem Teststäbchen eine Speichelprobe bei einer Probandin.
Im Rahmen einer groß angelegten klinischen Studie zur Sensitivität von Antigen-Schnelltests wurden am Uniklinikum Würzburg zwischen November 2020 und Januar 2022 bei 26 940 Personen 35 479 Parallel-Proben entnommen. © Angie Wolf / UKW
Das Patientenproben-Puffergemisch wird auf den Teststreifen getropft.
Mittels Dosierhilfe werden einige Tropfen des Patientenproben-Puffergemischs auf den Teststreifen gegeben. Durch die Pufferlösung wird das Virusprotein aus der Abstrichprobe herausgelöst und mehr oder weniger verlässlich angezeigt. © Angie Wolf / UKW
Das Bild zeigt die Erstautorin der Studie Isabell Wagenhäuser und den Letztautoren Manuel Krone.
Isabell Wagenhäuser ist die Erstautorin der Studie „Virus variant specific clinical performance of SARS-CoV-2 rapid antigen tests in point-of-care-use, November 2020 to January 2022”, Manuel Krone stellvertretender Leiter der Zentralen Einrichtung Krankenhaushygiene und Antimicrobial Stewardship fungierte als Letztautor.

Würzburg. Neben Impfen gehören Abstandhalten, Lüften, Maskentragen und Testen zu den wichtigsten Schutzmaßnahmen gegen die nächste, für den Herbst erwartete Corona-Welle. Große Hoffnung liegt wieder auf den unkomplizierten, weithin verfügbaren und kostengünstigen Antigen-Schnelltests, die vielen Aktivitäten Tür und Tor öffnen. Dass man sich bei einem negativen Schnelltest aber nicht immer in Sicherheit wiegen darf, zeigt die aktuellste am Universitätsklinikum Würzburg in Kooperation mit der Universität Würzburg und der Universität Greifswald durchgeführte Studie, die jetzt im Journal Clinical Microbiology and Infection veröffentlicht wurde.

In der bisher weltweit größten veröffentlichten klinischen Studie zu Antigen-Schnelltests hat das Team um Isabell Wagenhäuser und Dr. Manuel Krone die Sensitivität von Antigen-Schnelltests bei verschiedenen Varianten von SARS-CoV-2, darunter die aktuell vorherrschende Omikron-Variante, verglichen. Insgesamt wurden zwischen November 2020 und Januar 2022 bei 26 940 Personen 35 479 Parallel-Proben entnommen.

Ergebnis: Von 426 SARS-CoV-2-positiven PCR-Proben waren im Schnelltest nur 164 positiv. Das entspricht einer Sensitivität von lediglich 38,50 Prozent. Bei der derzeit vorherrschenden Omikron-Variante schlugen sogar nur 33,67 Prozent an. Beim Wildtyp zeigten immerhin 42,86 Prozent der Schnelltests einen positiven Befund.

Sensitivität hängt von Viruslast ab

„Wir konnten erwartungsgemäß beobachten, dass mit abnehmender Viruslast auch die Empfindlichkeit der Schnelltests abnahm“, berichtet Isabell Wagenhäuser. „Doch gerade bei einer hohen Viruslast wurden Omikron-Infektionen durch Antigen-Schnelltests schlechter erkannt.“ Studienleiter Manuel Krone fügt hinzu: „Die Viruslast, bei der Schnelltests mit einer Wahrscheinlichkeit von 50 Prozent anschlagen, war bei Omikron-Infizierten 48-fach erhöht gegenüber dem Wildtyp-Virus. Diese zuvor in Laborstudien beobachtete Verringerung der Sensitivität konnten wir erstmals im klinischen Alltag nachweisen.“

Obwohl all diese Aspekte die Verwendung von Antigen-Schnelltests weiter einschränken, seien sie dem Autorenteam zufolge nach wie vor ein unersetzliches Diagnoseinstrument für ein schnelles, großflächiges SARS-CoV-2-Screening. Manuel Krone: „Schnelltests sind kein adäquater Ersatz für PCR-Untersuchungen bei symptomatischen Personen. Doch sie können potentielle Superspreader herausfiltern und somit dazu beitragen, die nächste Infektionswelle einzudämmen.“ 

Publikation: Isabell Wagenhäuser, Kerstin Knies, Daniela Hofmann, Vera Rauschenberger, Michael Eisenmann, Julia Reusch, Alexander Gabel, Sven Flemming, Oliver Andres, Nils Petri, Max S. Topp, Michael Papsdorf, Miriam McDonogh, Raoul Verma-Führing, Agmal Scherzad, Daniel Zeller, Hartmut Böhm, Anja Gesierich, Anna Katharina Seitz, Michael Kiderlen, Micha Gawlik, Regina Taurines, Thomas Wurmb, Ralf-Ingo Ernestus, Johannes Forster, Dirk Weismann, Benedikt Weißbrich, Lars Dölken, Johannes Liese, Lars Kaderali, Oliver Kurzai, Ulrich Vogel, Manuel Krone, Virus variant specific clinical performance of SARS-CoV-2 rapid antigen tests in point-of-care use, November 2020 to January 2022, Clinical Microbiology and Infection, 2022, ISSN 1198-743X, doi.org/10.1016/j.cmi.2022.08.006.

 

Neue Erkenntnisse zu Schimmelpilzinfektionen bei Covid-19

Studie zu sekundären Schimmelpilzinfektionen bei Covid-19-Erkrankungen in Fachzeitschrift Frontiers in Immunology erschienen: Patientinnen und Patienten weisen gemeinsame, kortikosteroidunabhängige Merkmale einer gestörten Wirtsimmunität gegenüber pathogenen Schimmelpilzen auf.

Das Bild zeigt das Pipettieren von Blut im Labor
Die Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Jürgen Löffler hat am Uniklinikum Würzburg mit Hilfe von Vollblutanalysen von Personen mit einer Covid-19-Infektion das Abwehrverhalten von Immunzellen gegenüber Schimmelpilzen untersucht. © UKW / Daniel Peter
Das Bild zeigt einen Schimmelpilz und eine Immunzelle.
Die rot eingefärbte humane Immunzelle steht mit ihren Ausläufern in Kontakt mit dem blau eingefärbten Pilz Aspergillus fumigatus (Hyphen). © UKW / AG Löffler

Würzburg. Für Patientinnen und Patienten mit schweren Covid-19 Infektionen kann eine Schimmelpilzinfektion in der Lunge zu einem zusätzlichen Problem werden. Die so genannte Covid-19-assoziierte pulmonale Aspergillose, kurz CAPA wurde bei ein bis zwei von zehn Personen festgestellt, die aufgrund einer Covid-19-Infektion intensivpflichtig waren. Aktuelle Hypothesen zur Entstehung der CAPA gehen von einer Kombination aus einer virusbedingten Schädigung der Atemwege, eines beeinträchtigten Immunsystems und einer unkontrollierten Freisetzung bestimmter Botenstoffe aus. Diese Risikofaktoren werden durch die Gabe von entzündungshemmenden Medikamenten wie Kortikosteroide, die eine überschießende Reaktion des Immunsystems auf das SARS-CoV-2-Virus abmildern sollen, verstärkt.

Trotz dieser klinischen Beobachtungen gab es bisher kaum direkte experimentelle Beweise für eine durch SARS-CoV-2 verursachte Einschränkung der Immunität gegenüber Schimmelpilzen. Daher hat die Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Jürgen Löffler in der Medizinischen Klinik und Poliklinik II am Uniklinikum Würzburg mit Hilfe von Vollblutanalysen das Abwehrverhalten gegenüber Schimmelpilzen von Immunzellen aus zwölf Personen mit einer Covid-19-Infektion analysiert. Im Vergleich zu gesunden Kontrollpersonen zeigten bestimmte Zellen des Immunsystems der Betroffenen, so gennannte T-Helferzellen, eine erhöhte Ausbildung des Oberflächenproteins „Programmed Cell Death Protein 1“ (PD-1), einem spezifischen Marker für zelluläre Erschöpfung, und einer damit einhergehenden abgeschwächten Zellaktivierung.

Abgeschwächte Immunantwort unabhängig von Schweregrad und Kortikosteroiden

Während die Freisetzung von Entzündungsbotenstoffen bei Covid-19-Infizierten allgemein massiv erhöht war, kam es als spezifische Reaktion auf den Schimmelpilz Aspergillus fumigatus zu einer stark verminderten Freisetzung von bestimmten Entzündungsbotenstoffen wie zum Beispiel IFNγ, IL-2, CXCL9 und CXCL10. Darüber hinaus zeigten die Blutproben von Covid-19-Betroffenen eine mangelhafte Aktivierung bestimmter Blutzellen, so genannter Granulozyten, durch Schimmelpilze und eine verminderte Fähigkeit dieser Zellen, Schimmelpilze abzutöten. Diese Merkmale einer abgeschwächten Immunantwort gegenüber Schimmelpilzen waren weitgehend entkoppelt vom Schweregrad der Covid-19-Erkrankung, der Zeit, die seit der Covid-19-Diagnose verstrichen war, und einer erst kürzlich erfolgten Aufnahme von Kortikosteroiden. Die Studienergebnisse wurden jetzt in der Fachzeitschrift Frontiers in Immunology veröffentlicht.

„Zusammengenommen erweitern diese Ergebnisse unser Verständnis des Immunsystems bei Schimmelpilzinfektionen nach einer Viruserkrankung und dienen als Grundlage für künftige Studien, beispielsweise über neuartige therapeutische Strategien zur Vorbeugung und Behandlung von sekundären Schimmelpilzinfektionen bei Covid-19“, resümiert Jürgen Löffler. „Darüber hinaus stehen die Ergebnisse als Grundlage für Folgestudien hinsichtlich einer geschwächten Immunität bei sekundären Schimmelpilzinfektionen und Virusinfektionen der Atemwege wie Influenzavirus, Respiratory Syncytial Virus, Parainfluenzavirus und Adenovirus zur Verfügung.“

Durchgeführt wurde die Studie in Zusammenarbeit mit Kolleginnen und Kollegen am MD Anderson Cancer Center in Houston (USA), Public Health Wales in Cardiff (UK), dem Leibniz Institut für NaturstoffForschung und Infektionsbiologie in Jena, sowie dem Klinikum Würzburg Mitte, Missioklinik, und der Main-Klinik in Ochsenfurt. Finanziell unterstützt wurde die Studie von der Stiftung zur Förderung der Krebsforschung an der Universität Würzburg (“Forschung hilft”) und der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) im Collaborative Research Center CRC124 “Pathogenic fungi and their human host: Networks of interaction”.

Publikation

Tappe B, Lauruschkat CD, Strobel L, Pantaleón García J, Kurzai O, Rebhan S, Kraus S, Pfeuffer-Jovic E, Bussemer L, Possler L, Held M, Hünniger K, Kniemeyer O, Schäuble S, Brakhage AA, Panagiotou G, White PL, Einsele H, Löffler J and Wurster S (2022) COVID-19 patients share common, corticosteroid-independent features of impaired host immunity to pathogenic molds. Front. Immunol. 13:954985. doi: 10.3389/fimmu.2022.954985

Das Bild zeigt das Pipettieren von Blut im Labor
Die Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Jürgen Löffler hat am Uniklinikum Würzburg mit Hilfe von Vollblutanalysen von Personen mit einer Covid-19-Infektion das Abwehrverhalten von Immunzellen gegenüber Schimmelpilzen untersucht. © UKW / Daniel Peter
Das Bild zeigt einen Schimmelpilz und eine Immunzelle.
Die rot eingefärbte humane Immunzelle steht mit ihren Ausläufern in Kontakt mit dem blau eingefärbten Pilz Aspergillus fumigatus (Hyphen). © UKW / AG Löffler

Der menschliche Körper enthält 600 bis 800 Lymphknoten. Sie sind darauf spezialisiert, Immunantworten auszulösen. Damit die Lymphknoten über Infektionen im Körper informiert werden, sind sie über Lymphgefäße mit den einzelnen Organen verbunden. Von dort transportieren die Lymphgefäße Flüssigkeit, aber auch spezielle Immunzellen in die Lymphknoten. Diese Immunzellen heißen dendritische Zellen; sie tragen Informationen aus den Organen in die Lymphknoten und geben sie dort an andere Immunzellen weiter.

Jetzt steht fest: Die dendritischen Zellen sind nicht alleine für diesen wichtigen Informationsfluss zuständig. Ein Forschungsteam um den Immunologen Professor Wolfgang Kastenmüller von der Julius-Maximilians-Universität (JMU) Würzburg hat herausgefunden, dass auch sogenannte unkonventionelle T-Zellen kontinuierlich vom Gewebe in die Lymphknoten wandern und dort die Immunantworten beeinflussen.

Diese Entdeckung hat Folgen – für Impfstrategien ebenso wie für Immuntherapien gegen Krebs.

Verschiedene Subtypen von unkonventionellen T-Zellen

„Jedes Gewebe unseres Körpers besitzt unterschiedliche Subtypen der unkonventionellen T-Zellen“, erklärt Wolfgang Kastenmüller. „Da diese Zellen jeweils zum nächstgelegenen Lymphknoten wandern, unterscheiden sich auch die einzelnen Lymphknoten in der Zusammensetzung der T-Zellen. Und das wirkt sich direkt auf die Immunantworten der einzelnen Lymphknoten aus.“

So löse ein Lymphknoten, der über eine Infektion in der Lunge informiert wurde, eine andere Immunantwort aus als ein Lymphknoten, der seine Informationen vom Darm oder aus der Haut erhält. 

Unterschiedlichkeit der Lymphknoten nutzen

Eine in die Haut oder in den Muskel verabreichte Impfung zum Beispiel adressiere immer Lymphknoten, die mit der Haut in Verbindung stehen. Womöglich könne der Impfstoff aber wesentlich effizienter sein, wenn man ihn in der Nähe anderer Lymphknoten verabreicht. Diese Überlegung gilt auch für Immuntherapien gegen Krebs.

„Darum wollen wir als nächstes untersuchen, ob wir die Unterschiedlichkeit der Lymphknoten nutzen können, um Impfungen effizienter zu machen oder um Immuntherapien gegen Krebs zu verbessern“, sagt der JMU-Professor. Interessant sei auch die Frage, ob sich die Verschiedenheit der Lymphknoten aktiv beeinflussen lässt. Und es soll geklärt werden, welche Bedeutung die neuen Erkenntnisse mit Blick auf die Entstehung von Autoimmunerkrankungen und Krebs haben.

Beteiligte Forschungsgruppen / Förderung

Die Ergebnisse der Forschungsgruppe sind im Journal „Immunity“ veröffentlicht. Maßgeblich an den Arbeiten beteiligt waren Marco Ataide, Paulina Cruz de Casas und Konrad Knöpper, alle aus Kastenmüllers Team vom JMU-Lehrstuhl für Systemimmunologie I. 

Außerdem wirkten Forschende vom Würzburger Helmholtz-Institut für RNA-basierte Infektionsforschung (HIRI), vom JMU-Institut für molekulare Infektionsbiologie (IMIB), vom Centre d'Immunologie de Marseille-Luminy (CIML) und von der Medizinischen Klinik II des Würzburger Universitätsklinikums mit.

Finanziell gefördert wurden die Arbeiten von der Max-Planck-Gesellschaft sowie vom Europäischen Forschungsrat im Rahmen eines ERC Consolidator Grants für Wolfgang Kastenmüller.

Publikation

Lymphatic migration of unconventional T cells promotes site-specific immunity in distinct lymph nodes. Immunity, 23. August 2022, DOI: 10.1016/j.immuni.2022.07.019

https://www.cell.com/immunity/fulltext/S1074-7613(22)00354-5

Kontakt

Prof. Dr. Wolfgang Kastenmüller, Lehrstuhl für Systemimmunologie I; Universität Würzburg, wolfgang.kastenmueller@ uni-wuerzburg.de

 

Pressemitteilung der Universität Würzburg vom 23. August 2024