Würzburg. Fast-Track ist ein vergleichsweise neues Behandlungskonzept, das darauf abzielt, den Körper nach einer Operation schneller wieder ins Gleichgewicht zu bringen, postoperative Komplikationen zu minimieren und die Selbstständigkeit der Patientinnen und Patienten möglichst zügig wiederherzustellen. Das dazugehörige Maßnahmenbündel umfasst zum Beispiel eine optimierte Ernährung, eine effizientere Schmerztherapie und eine hochindividuelle Betreuung. Am Uniklinikum Würzburg (UKW) wird das Konzept bislang in der Allgemeinchirurgie und der gynäkologischen Chirurgie umgesetzt. 

Umsetzungsmöglichkeiten und Herausforderungen diskutiert 

Für einen praxisnahen Erfahrungsaustausch zu Fast-Track fand am 7. und 8. November dieses Jahres am UKW erstmals ein deutschlandweites Netzwerktreffen statt. Dabei kamen 20 Pflegekräfte, medizinische Fachangestellte sowie Pflegewissenschaftliche Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter aus dem gesamten Bundesgebiet zusammen. Sie diskutierten teilweise voneinander abweichende Umsetzungsmöglichkeiten und die diversen Herausforderungen des innovativen Behandlungspfades. Zur Sprache kamen beispielsweise Motivationshilfen für Patientinnen und Patienten, Therapieoptionen wie Akupressur, organisatorische und strukturelle Lösungen sowie tarifrechtliche Fragen. Auch das Tätigkeitsfeld und die Arbeitswirklichkeit der speziell geschulten Fast-Track-Assistentinnen und -Assistenten wurden umfassend thematisiert. Es zeigte sich, dass diese Expertinnen und Experten – unabhängig von ihrer Einrichtung und ihrem jeweiligen Fachbereich – in der alltäglichen Praxis vor ähnlichen Problemen stehen. 

Wissensgewinn durch Netzwerkarbeit

Am Ende der Veranstaltung lobten die Teilnehmenden das Networking und den intensiven Wissensaustausch in einem Themenfeld, bei dem es an den einzelnen Kliniken in vielen Bereichen noch an Erfahrungswerten mangelt.

Das nächste Netzwerktreffen Fast-Track-Assistenz wird im kommenden Jahr voraussichtlich in Freiburg i. Br. stattfinden.

Text: Pressestelle / UKW
 

Sechs Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der BZKF-Standorte haben eine Förderung in Höhe von jeweils 100.000 Euro ab 2025 für ihre Forschungsprojekte erhalten. Die Auszeichnung der Stipendiatinnen und Stipendiaten fand am 18. November 2024 in einer virtuellen Ehrung statt. Prof. Dr. Andreas Macken-sen, Direktor des BZKF, betont die Bedeutung der Projekte, die direkt den Patientinnen und Patienten zugutekommen und ermutigt junge Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler, die etablierten BZKF-For-schungsgruppen aktiv zu unterstützen und mitzugestalten. Die Förderung des wissenschaftlichen Nach-wuchses ist entscheidend, um den Aufbau eines international renommierten Spitzenzentrums für patien-tennahe Krebsforschung in Bayern voranzutreiben. Hierfür hat das BZKF im Juli 2024 die Wilko Weichert Young Scientist Academy gegründet, um junge Talente im Bereich der Krebsforschung in Bayern langfristig zu fördern und in ihrer wissenschaftlichen Karriere zu unterstützen. Die Akademie ist nach dem 2023 verstorbenen BZKF-Gründungsmitglied Prof. Dr. Wilko Weichert benannt.

Priv.-Doz. Dr. Kai J. Borm, einer der Stipendiaten des BZKF-Young Scientist Fellowships 2024 vom Klinikum rechts der Isar in München, bestätigt: "Dank des BZKF-Fellowships konnte meine Studie - "Die Rolle generativer Künstlicher Intelligenz für Shared Decision Making (SDM) in der Onkologie" bedeutende Schritte nach vorne machen und dazu beitragen, das Thema SDM stärker in den klinischen Fokus zu rücken. Die Forschungsergebnisse leisten einen innovativen Beitrag für den Entscheidungsprozess in der Patientenversorgung.“

Das BZKF fördert mit dem BZKF-Young-Scientist-Fellowship-Programm die besten Medizinerinnen und Medizinern sowie die besten Lebenswissenschaftlerinnen und Lebenswissenschaftler - (Advanced) Medical Scientist, Clinician Scientist oder Clinical Trialist - im Bereich der Krebsforschung in Bayern und stellt damit sowohl die notwendigen Mittel als auch die Freiräume für eine erfolgreiche Krebsforschung an den sechs bayerischen Uniklinika bereit.

Weitere Informationen zu den Forschungsprojekten finden Sie unter https://bzkf.de/bzkf-fellowship/

Die BZKF-Young Scientist Fellows 2025:

Dr. med. Johanna Enke, Universitätsklinikum Augsburg, „INSIGHT Melanoma: Korrelation der Immunan-twort und des Therapieansprechens bei Melanompatienten, die eine Immuntherapie erhalten, mittels PET/CT-Bildgebung, peripherem Immunstatus und zirkulierenden Tumorbestandteilen.“

Dr. Dr. med. Christian Matek, Universitätsklinikum Erlangen, “Integration histomorphologischer und räumlich aufgelöster molekularer Daten mit Hilfe von histologischen Basismodellen der künstlichen In-telligenz.”

Dr. med. Philipp Keyl, LMU Klinikum München, „Entwicklung erklärbarer KI-Methoden für die Unterstüt-zung von Diagnostik und Therapie in der personalisierten Krebsmedizin.”

Dr. med. Carmen Mota Reyes, Klinikum rechts der Isar der Technischen Universität München, „Biomar-ker-Screening für schwere neurale Invasion beim Pankreaskarzinom zur präzisen Tumorstadien-bestim-mung und Risikoeinschätzung bei anatomisch resektablen Patienten.”

Dr. med. Florian Lüke, Universitätsklinikum Regensburg, „Prospektive Untersuchung der Therapiefitness für Patientinnen und Patienten im Molekularen Tumorboard.”

Dr. Dr. med. Barbara Altieri, Universitätsklinikum Würzburg, “RNA-Splicing und SF3B1-Hemmung zur Modulation des Zellzyklus beim Nebennierenrindenkarzinom.”

Bayerisches Zentrum für Krebsforschung (BZKF)

Seit der Gründung des Bayerischen Zentrums für Krebsforschung (BZKF) im November 2019 wird das große Ziel verfolgt, allen Bürgerinnen und Bürgern in Bayern, ganz unabhängig von ihrem Wohnort, Zu-gang zu bestmöglichen und innovativen Therapien zu ermöglichen. Mit dem Zusammenschluss der sechs bayerischen Universitätsklinika in Augsburg, Erlangen, den zwei Standorten in München, Regensburg und Würzburg wird nicht nur die Krebsforschung gefördert, sondern auch Kompetenzen und Wissen zu den Themen Früherkennung, Therapie und Nachsorge von Tumorerkrankungen gebündelt und zugleich Be-troffenen eine flächendeckende und interdisziplinäre Versorgung angeboten. „Das Ziel unseres Zentrums ist es, gemeinsam innovative Krebstherapien von der Grundlagenforschung über die präklinische Prüfung zu den Patientinnen und Patienten zu bringen“, so Prof. Dr. Andreas Mackensen, Direktor des BZKF. Das BürgerTelefonKrebs des BZKF bietet unter der kostenfreien Telefonnummer 0800 85 100 80 eine unkom-plizierte Möglichkeit, sich individuell zu allen Fragen bezüglich einer Krebserkrankung beraten zu lassen

Pressemitteilung - BZKF Bayerisches Zentrum für Krebsforschung vom 19.11.2024

Zwischen Heilserwartungen und Todesängsten – Ärztinnen und Ärzte müssen seit jeher Patienten schwerwiegende Diagnosen vermitteln. Doch wie sieht eigentlich eine gelungene Arzt-Patienten-Beziehung aus? Auf welche Weise können Ärzte selbst komplexe Behandlungsversuche angemessen an ihre Patienten kommunizieren? Wie gehen Sie dabei mit Ängsten und Sorgen der Patienten um? Und was lernen wir aus der Geschichte über das Verhältnis von Ärzten und Patienten?

In der Veranstaltung wirft Michael Stolberg zunächst einen Blick auf die Geschichte und untersucht die Interaktionen zwischen Ärzten und Kranken im 16. und 17. Jahrhundert. Er stützt sich dabei maßgeblich auf Briefe, in denen die Kranken oder deren Angehörige einem erfahrenen Arzt um Rat fragten und ihm deshalb das Krankheitsbild und die bisherigen Behandlungsversuche schilderten. Tausende solcher Briefe wurden seit 2009 in dem Würzburger Akademienprojekt „Frühneuzeitliche Ärztebriefe“ erschlossen, das seine Arbeit zum Jahresende 2024 beenden wird. Danach spricht Maria-Elisabeth Goebeler über heutige Praktiken in der Arzt-Patienten-Beziehung. Sie geht dabei insbesondere der Frage nach, wie Ärzte vor dem Hintergrund der immer komplexer werdenden Behandlungen mit Patienten kommunizieren. Anschließend diskutiert Eva-Bettina Bröcker mit Stolberg und Goebeler über das Ärzte-Patienten-Verhältnis früher und heue – sehr gerne auch mit Ihnen.

Ort und Zeit

Vortrag und Gespräch zum Abschluss des Würzburger Akademie-Projekts „Frühneuzeitliche Ärztebriefe“

28. November 2024, 18 Uhr, Siebold-Collegium for Advanced Studies, Klinikstraße 6, 97070 Würzburg

Mitwirkende

Prof. Dr. med. Dr. phil. Michael Stolberg war von 2004 an Leiter des Instituts für Geschichte der Medizin an der Universität Würzburg und nimmt seit April 2024 eine Seniorprofessor für Geschichte der Medizin am dortigen Zentrum für Philologie und Digitalität wahr.

Dr. med. Maria-Elisabeth Goebeler ist Leitende Oberärztin des Interdisziplinären Studienzentrums mit ECTU und stellvertretende Vorsitzende der medizinischen Ethikkommission an der Julius-Maximilians-Universität Würzburg.

Prof. Dr. Eva-Bettina Bröcker ist em. o. Professorin für Dermatologie und Venerologie. Von 1992 bis 2011 war sie Direktorin der Klinik für Dermatologie an der Universität Würzburg. Sie ist Mitglied der Bayerischen Akademie der Wissenschaften und des Koordinierungsausschusses des Schelling-Forums.

Anmeldung

Die Teilnahme ist kostenfrei und erfolgt über das Buchungsportal an. Bei Fragen wenden Sie sich gerne an schelling-forum@ badw.de. 

einBlick - Das Online-Magazin der Universität Würzburg vom 19.11.2024

Beim Festkonzert des Universitätsbundes Würzburg hat die Wittenstein Stiftung am 13. November 2024 in der Würzburger Neubaukirche erstmalig den Förderpreis Forschung und Transfer verliehen. Dr. Manfred Wittenstein überreichte die mit 50.000 Euro dotierte Auszeichnung an ein interdisziplinäres Forschungsteam aus der Universität und dem Universitätsklinikum Würzburg, das einen Prototyp zur verbesserten Erkennung von Darmkrebsvorstufen entwickelt.

Unter zahlreichen Bewerbungen hatte sich das Team aus den Professoren Andreas Nüchter, Lehrstuhl für Informatik XVII – Robotics, und Frank Puppe, Lehrstuhl für Künstliche Intelligenz und Wissenssysteme, sowie dem Forschungsingenieur Gastroenterologie Joel Troya vom InExEn-Team des Universitätsklinikums mit einem medizinischen Projekt durchgesetzt.

Das Projekt zielt darauf ab, Darmkrebsvorstufen bereits bei vorsorglichen Darmspiegelungen besser zu erkennen. Bei den Spiegelungen wird ein Prototyp eingesetzt, der Bilder von zwei zusätzlichen seitlichen Mikrokameras bereitstellt, die von einer Künstlichen Intelligenz ausgewertet werden. Sollte auf den Bildern ein Polyp entdeckt werden, erhält die untersuchende Person eine Warnung, so dass sie die entsprechende Stelle in der Schleimhaut genauer untersuchen kann.

Dieses System könnte die Genauigkeit der frühzeitigen Erkennung von Polypen um bis zu 30 Prozent steigern und zur Prävention von Darmkrebs beitragen – was langfristig die Heilungschancen der Patienten erhöht.

Nutzen für die Gesellschaft steht beim Förderpreis im Fokus

Ziel des Förderpreises Forschung und Transfer ist es, in frühen Entwicklungsphasen wissenschaftliche Projekte, Experimente, Konzepte, Modelle, Programme oder Erfindungen zu fördern, die nachhaltige Veränderungen in Technologie, Medizin, Kultur, Wirtschaft oder Politik anstoßen können. Zudem muss das Preisgeld dafür geeignet sein, das Projektvorhaben in die nächste Entwicklungsphase zu überführen, also eine positive Veränderung in der Gesellschaft erzeugen.

„Mit dem Würzburger Förderpreis Forschung und Transfer feiern wir sozusagen eine Weltpremiere und überreichen den am höchsten dotierten Preis in der Geschichte des Unibunds“, so Dr. Gunther Schunk, Vorsitzender des Universitätsbunds. „Und wenn man bedenkt, dass wir erst im Sommer 2024 gemeinsam mit der Wittenstein Stiftung die Möglichkeiten für diesen Preis ausgelotet haben – dann ist das für Deutschland eine erstaunliche Geschwindigkeit. Ich glaube fest daran, dass dieser Spirit auf unser Gewinner-Team übergreift und es schon bald erste Erfolge mit dem Prototyp feiern kann.“

Preis wird künftig jährlich vergeben

Mit dem „Würzburger Förderpreis Forschung und Transfer“ unterstützt die Wittenstein Stiftung gemeinsam mit dem Universitätsbund Würzburg die Julius- Maximilians-Universität (JMU) Würzburg im Bereich der herausragenden, fächerübergreifenden Forschung mit besonderem gesellschaftlichen Anwendungspotenzial.

Mit einer Fördersumme von 50.000 Euro wird künftig jährlich ein innovatives, an der JMU durchgeführtes Forschungsvorhaben prämiert. Der Förderpreis soll eine markante Hebelwirkung für hochkarätige Transferprojekte in einem frühen Stadium leisten und zur Sichtbarkeit im Wettbewerb um langfristige und großvolumige Fördermittel verhelfen. Bewerbungen sind beim Universitätsbund möglich, www.unibund.de 

einBlick - Das Online-Magazin der Universität Würzburg vom 19.11.2024

Würzburg. Schon die Diagnose Multiples Myelom allein ist ein schwerer Schlag für die Betroffenen. Denn die Blutkrebserkrankung, bei der verschiedene bösartige Tumorherde im Knochenmark auftreten, ist bis heute nicht heilbar. Dank zahlreicher Therapiemöglichkeiten kann das Fortschreiten der Erkrankung jedoch über einen längeren Zeitraum verhindert und die Lebensqualität der Patientinnen und Patienten verbessert werden. Wenn sich die Tumorzellen jedoch außerhalb des Knochenmarks ausbreiten und in andere Gewebe und Organe eindringen, erschwert dies die Behandlung. Denn viele Erkrankte mit diesen sogenannten extramedullären Läsionen (kurz EMD für extramedullary disease) sprechen auch auf moderne Immuntherapien mit CAR-T-Zellen oder bispezifischen Antikörpern nicht mehr an. 

Warum ist das so? Dr. Angela Riedel und Prof. Dr. Leo Rasche vom Uniklinikum Würzburg (UKW) haben sich mit ihren Juniorgruppen am Mildred-Scheel-Nachwuchszentrum (MSNZ) die Tumorzellen außerhalb des Knochenmarks genauer angeschaut und mit Hilfe der räumlichen und Einzelzell-Transkriptomik erstmals die detaillierte Mikroumgebung von 14 EMD-Läsionen untersucht. Ihre bahnbrechenden Ergebnisse wurden jetzt in der Fachzeitschrift Blood der American Society of Hematology als Titelstory veröffentlicht. Das Cover ziert ein Immunfluoreszenzbild einer kutanen EMD, bei der T-Zellen mit dem Protein CD3e grün, Plasmazellen mit CD138 rot und das Kollagen der Haut I blau markiert sind. 

Immunzellen dringen in Tumoren ein, sind aber oft in ihrer Funktion gestört 

„Die Infiltration von Immun- und Stromazellen war sowohl innerhalb als auch zwischen den Patientinnen und Patienten sehr unterschiedlich“, schildert Angela Riedel. Das bedeutet, dass der Tumor und das umliegende Gewebe bei jeder Patientin und jedem Patienten anders auf das Immunsystem reagieren, was zeigt, wie komplex und individuell die Krankheit verläuft. Die Biomedizinerin nennt ein Beispiel: „Wir konnten beobachten, dass T-Zellen zwar in die EMD-Läsion einwandern können, aber in einen erschöpften Zustand geraten, sobald sie in die Nähe der Myelomzellen kommen.“ Die ermüdeten weißen Blutkörperchen des Immunsystems verlieren also ihre Fähigkeit, die Krebszellen zu bekämpfen. Aktive T-Zellen fanden sich meist außerhalb der Läsion in tumorfreiem Gewebe zusammen mit spezifischen Makrophagen-Subtypen, die ebenfalls eine Rolle in der Immunantwort spielen. 

Bei Erkrankten, die gut auf eine Therapie mit bispezifischen T-Zell-Antikörpern ansprachen - das sind Antikörper, die mit einem Arm an das Oberflächenmerkmal der Immunzelle und mit dem anderen Arm an das der Tumorzelle binden, um die Immunzellen zur Tumorzelle zu leiten und diese zu zerstören - war der Unterschied zwischen erschöpften und aktiven T-Zellen nicht mehr feststellbar. 

Multizelluläres Ecosystem

Die Forschenden vermuten zudem eine genomische Instabilität innerhalb der Läsion, da die Myelomzellen Variationen in der Kopienzahl der Chromosomen sowie neue Subklone in bestimmten Tumorbereichen aufwiesen. Die Tumorzellen wiesen also ein Mosaik genetischer Vielfalt auf, das sie schwer behandelbar machen könnte.

„Bislang ging man davon aus, dass EMD nur aus Plasmazellen besteht, doch wir zeigen, dass es sich dabei um eine multizelluläre Umgebung handelt“, resümiert Angela Riedel.

Einsatz von Checkpoint-Inhibitoren als therapeutische Strategie gegen EMD

Leo Rasche zufolge sind diese Ergebnisse von großer klinischer Bedeutung, da das Vorhandensein von ermüdeten T-Zellen bei Fällen beobachtet wurde, die nicht auf bispezifische T-Zell-adressierende Antikörper ansprachen. „Die von uns identifizierten erschöpften T-Zellen exprimierten die Oberflächenmoleküle TIM3 und PD-1, was prinzipiell für eine immunologische Checkpoint-Therapie spricht, die auf diese Moleküle abzielen. Obwohl Checkpoint-Inhibitoren beim Multiplen Myelom bisher nicht erfolgreich waren, könnten sie bei Erkrankungen mit EMD-Läsionen erneut getestet werden, möglicherweise auch in Kombination mit bispezifischen Antikörpern“, rät Leo Rasche. 

Hämatologisch-onkologische Mischformen

Der Oberarzt weist auf einen weiteren Aspekt der Studie hin, nämlich dass das Multiple Myelom im Grunde ein Hybrid zwischen hämatologischen und soliden Krebserkrankungen ist. „Die Ähnlichkeiten zur soliden Onkologie hätten wir ohne unsere neue Methode, die Spatial Transcriptomics, nicht gefunden“, sagt Rasche. Spatial Transcriptomics ermöglicht es, die Genaktivität in einem Gewebeschnitt zu analysieren und diese Information mit der räumlichen Position der Zellen zu verknüpfen. So lässt sich nachvollziehen, welche Gene in welchen Bereichen des Gewebes an- oder abgeschaltet sind und wie diese Gene das Verhalten der Zellen in ihrer Umgebung beeinflussen. Solche Einblicke in die Tumorbiologie dieser Variante des Myeloms sind besonders wichtig. Immerhin nimmt die Häufigkeit von EMD beim Multiplen Myelom zu. „Die Läsionen finden sich inzwischen bei jedem dritten Patienten im Rezidiv“, bemerkt Rasche.

Wie geht es weiter? In den nächsten Schritten will das Team Knochenmarkbiopsien auf räumlicher Ebene analysieren, um zu verstehen, was genau der Unterschied zwischen dem Multiplen Myelom im Knochenmark und den extramedullären Läsionen ist. Die große Frage ist, ob die Ergebnisse von den extramedullären Läsionen auf das Knochenmark übertragbar sind.

Kooperationen und Förderungen

Die Publikation ist das Ergebnis einer Zusammenarbeit zwischen einer deutschen und tschechischen Gruppe, zu der das Mildred-Scheel-Nachwuchszentrum (MSNZ) Würzburg, die Medizinische Klinik und Poliklinik II des UKW, die Pathologie der Universität Würzburg, das Helmholtz-Institut für RNA-basierte Infektionsforschung (HIRI), das Münchner Leukämielabor (MLL) und die Abteilung für Hämatoonkologie der Universität von Ostrava gehören.

Das Forschungsprojekt wurde von der Deutschen Krebshilfe über das MSNZ-Programm, von der Else Kröner-Fresenius-Stiftung (EKFS) über das Forschungskolleg TWINSIGHT, vom Interdisziplinären Zentrum für Klinische Forschung (IZKF) über das Projekt Z-12 und vom tschechischen Gesundheitsforschungsrat gefördert.

Publikation: 

John M, Helal M, Duell J, Mattavelli G, Stanojkovska E, Afrin N, Leipold AM, Steinhardt MJ, Zhou X, Žihala D, Anilkumar Sithara A, Mersi J, Waldschmidt JM, Riedhammer C, Kadel SK, Truger M, Werner RA, Haferlach C, Einsele H, Kretzschmar K, Jelínek T, Rosenwald A, Kortüm KM, Riedel A, Rasche L. Spatial transcriptomics reveals profound subclonal heterogeneity and T-cell dysfunction in extramedullary myeloma. Blood. 2024 Nov 14;144(20):2121-2135. doi: 10.1182/blood.2024024590. PMID: 39172759.

Text: Kirstin Linkamp / UKW 
 

Eigentlich sind Proteine, die das Element Selen enthalten, für uns Menschen überlebenswichtig: Sie helfen beim Abbau schädlicher Stoffe in unserem Körper, unterstützen das Immunsystem und spielen eine wichtige Rolle bei Stoffwechselprozessen. Allerdings können sie auch unerwünschte Aktivitäten entfalten – so etwa das Protein Glutathionperoxidase 4 (GPX4), das Krebszellen vor dem Zelltod schützt.

„Diese Schutzfunktion von GPX4 stellt eine große Herausforderung für Standard-Krebstherapien dar, weil sie das Überleben von Krebszellen trotz Medikamentenzugabe begünstigt“, erklärt Pedro Friedmann Angeli, Professor am Lehrstuhl für Translationale Zellbiologie der Julius-Maximilians-Universität Würzburg (JMU). „Umgekehrt heißt das: Wenn es uns gelingt, die Produktion von GPX4 zu hemmen, können wir möglicherweise Krebszellen gezielter angreifen und zerstören. Das ist besonders vielversprechend für die Behandlung des Neuroblastoms, das vor allem Kinder betrifft.“

Krebszellen anfälliger machen

Gemeinsam mit Forschenden des Heidelberg Institute for Stem Cell Technology and Experimental Medicine um Juniorgruppenleiter Hamed Alborzinia fokussiert sich Friedmann Angelis Lehrstuhl deshalb auf die Forschung zur Hemmung von Enzymen, die die Produktion von Selenproteinen fördern. „Bislang war nur bekannt, dass ein Enzym namens Selenocystein-Lyase (SCLY) diese Funktion übernimmt“, sagt Zhiy Chen, Doktorandin in Friedmann Angelis Team und Erstautorin der Studie. „Unsere Forschung hat nun aber ein weiteres Protein identifiziert, das dazu beiträgt, die Selen-Protein-Produktion aufrechtzuerhalten, wenn SCLY nicht vorhanden ist: Peroxiredoxin 6, kurz PRDX6.“

Mittels modernster Techniken wie Massenspektrometrie und CRIPSR-Cas9-basierte Genomik entdeckte das Forschungsteam, dass PRXD6 sich direkt an Selen bindet und das Spurenelement – ähnlich wie ein Shuttle – zur weiteren Protein-Produktion transportiert. Zur Einordnung: Massenspektrometrie ist eine wissenschaftliche Methode zur Analyse der Masse und Struktur von Molekülen. In der Studie konnte das Forschungsteam auch zeigen, dass die Hemmung von PRXD6 bei der Behandlung von Neuroblastomen von Vorteil sein könnte.

Nächste Schritte in der Krebsforschung

Eine weitere Erkenntnis: Obwohl PRXD6 Zellen helfen kann, in Abwesenheit von Selenocystein-Lyase (SCLY) zu überleben, zeigt es nicht die gleiche hohe enzymatische Aktivität. In weiteren Forschungen will Friedmann Angelis Team nun herausfinden, welche zusätzlichen Proteine zusammen mit PRXD6 die erforderliche enzymatische Rolle von SCLY übernehmen. Zudem plant es die Entwicklung von molekularen Hemmstoffen, die sowohl auf SCLY als auch auf PRXD6 abzielen, um das Wachstum von Krebszellen besser einzuschränken.

Beteiligt an der Studie waren neben der Universität Würzburg auch die Universität São Paulo in Brasilien, das Heidelberg Institute for Stem Cell Technology and Experimental Medicine sowie das Deutsche Krebsforschungszentrum (DKFZ). Finanzielle Unterstützung gab es vom Rudolf-Virchow-Zentrum der Universität Würzburg, die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG), der EU-H2020 (ERC-CoD, DeciFERR) und die José Carreras Leukämie-Stiftung.

Zur Studie

PRDX6 contributes to selenocysteine metabolism and ferroptosis resistance. Zhiyi Chen, Alex Inague, Kamini Kaushal, Hamed Alborzinia, Sayuri Miyamoto, José Pedro Friedmann Angeli. Veröffentlicht am 14.11.2024. DOI: 10.1016/j.molcel.2024.10.027 (Link: https://doi.org/10.1016/j.molcel.2024.10.027)

Kontakt

Prof. Dr. Pedro Friedmann Angeli, Lehrstuhl für Translationale Zellbiologie, Tel. +49 931 31-85547, pedro.angeli@ uni-wuerzburg.de

Pressemitteilung der Universität Würzburg vom 15. November 2024

Würzburg. Wer kennt sie nicht, die Qual der Wahl, zum Beispiel in der Eisdiele. Nehme ich meine Lieblingssorte oder probiere ich etwas Neues, vielleicht sogar etwas ganz Exotisches. Gerade bei Kindern und Jugendlichen ist dieses so genannte Entscheidungsrauschen besonders groß. Bei einer Fehlentscheidung oder einem „Igitt!“ reagieren die Eltern meist mit „Das war doch klar. Das hätte ich dir gleich sagen können.“ Eben weil Erwachsene in der Regel überlegter und vorausschauender entscheiden.

Altersabhängige Abnahme inkonsistenter Entscheidungen könnte Voraussetzung für Entwicklung komplexer kognitiver Prozesse sein

Prof. Dr. Lorenz Deserno, Leiter der Arbeitsgruppe “Kognitive Neurowissenschaften in der Entwicklungspsychiatrie" an der Kinder- und Jugendpsychiatrie des Universitätsklinikums Würzburg (UKW), bezeichnet diese verrauschten Entscheidungen auch als explorative oder inkonsistente Entscheidungen. Sie nehmen im Übergang vom Jugend- zum Erwachsenenalter kontinuierlich ab, während spezifische und komplexe kognitive Prozesse zunehmen. Neueste Forschungsergebnisse seiner Arbeitsgruppe, die jetzt in der Fachzeitschrift PLOS Biology veröffentlicht wurden, legen sogar nahe, dass die altersabhängige Abnahme inkonsistenter Entscheidungen eine Voraussetzung für die Entwicklung komplexer kognitiver Prozesse sein könnte. 

„Bisherige Studien haben inkonsistente Entscheidungen oft ignoriert und als Messfehler abgetan. Wir haben uns aber die Rauschkomponenten, die sich aus fast allen Verhaltensexperimenten extrahieren lassen, genauer angeschaut“, berichtet Lorenz Deserno. Dazu hat seine Mitarbeiterin Dr. Vanessa Scholz die Daten von 93 Männern und Frauen im Alter von 12 bis 42 Jahren ausgewertet, die am Computer drei verschiedene Aufgaben lösen mussten: spielerische Aufgaben, die die Annäherung an Belohnung und Bestrafung testen sowie Aufgaben zum Umlernen von Entscheidungen und zur Planung von Entscheidungen. „In solchen Experimenten sehen wir, wie die Studienteilnehmenden aufeinander folgende Entscheidungen planen, wie schnell sie sich anpassen, wenn sich der Zusammenhang zwischen Entscheidung und Ereignis plötzlich ändert, und wie die Entscheidungen von positiven und negativen Ereignissen abhängen“, schildert Vanessa Scholz.

„Computational Psychiatry“

Bevor die Psychologin vor vier Jahren nach Würzburg in die Arbeitsgruppe von Lorenz Deserno kam, arbeitete sie als Postdoktorandin in den Niederlanden im Bereich der Verhaltensmodellierung. Dabei geht es darum, menschliches Verhalten und kognitive Prozesse mit Hilfe von mathematischen Modellen und Computersimulationen zu verstehen. Bei der Verhaltensmodellierung ist nicht allein das konkrete Ergebnis ausschlaggebend, also welche Entscheidung getroffen wurde, sondern wie es zu dieser Entscheidung gekommen ist, was psychologisch und biologisch passiert ist, dass ich mich zwischen A und B entschieden habe. „Jedes Modell bildet verschiedene Prozesse ab und stellt eine Hypothese dar. So baue ich aus ganz einfachen Modellen immer komplexere Modelle“, erklärt Vanessa Scholz. Und das sei in der Entwicklungspsychiatrie besonders spannend. „Denn mit den Modellen können wir in unserem Fall ganz konkret verschiedene Entscheidungswege vergleichen und zum Beispiel reflektierte von verrauschten Prozessen trennen.“

„Computational Psychiatry“ ist das Stichwort. Dieser Forschungsansatz, bei dem Methoden der theoretischen Computational Neuroscience direkt mit der Psychiatrie verknüpft werden, ist in der Kinder- und Jugendpsychiatrie relativ neu. Weltweit gibt es nur vereinzelte Arbeitsgruppen, die diesen Forschungsansatz in der Entwicklungspsychiatrie anwenden. „Hier hat Würzburg fast ein Alleinstellungsmerkmal“, betont Lorenz Deserno. Der Mediziner hat sich bereits in London intensiv mit Computational Psychiatry beschäftigt, bevor er nach Würzburg ans Zentrum für Psychische Gesundheit kam.

Das Inkonsistente war bei allen drei Experimenten konsistent

Vanessa Scholz erklärt, was ihre aktuellen Modellierungen ergeben haben: „Das Niveau des Rauschens pro Individuum war über die drei Experimente sehr konsistent. Das zeigt uns, dass das Rauschen keine gezielte Exploration ist, sondern hier noch eine kontextunabhängige Eigenschaft. Diese Eigenschaft sollte im Laufe der Entwicklung abnehmen, weil man ja eigentlich kontextadaptiveres Verhalten erlernen will.“ So können die meisten Erwachsene besser vorausdenken, planen und sich anpassen als Jugendliche, weil ihre kognitiven Fähigkeiten in der Regel ausgereifter sind.

Welche klinische Relevanz hat das Rauschen?

In allen Experimenten beobachteten die Forschenden eine altersabhängige Zunahme der komplexen kognitiven Prozesse. Der stärkere Effekt war jedoch die Abnahme des Entscheidungsrauschens. Völlig neu an dieser Arbeit ist, dass die Forschenden diese beiden Stränge zusammengeführt haben und zeigen konnten, dass sie proportional zusammenhängen: Die Zunahme der Komplexität von Prozessen scheint von der Abnahme des Entscheidungsrauschens abhängig zu sein. Das Entscheidungsrauschen hätte also eine Bedeutung für die altersabhängige Entwicklung. Lorenz Deserno folgert daraus: „Inkonsistente Entscheidungen könnten der Erkundung oder dem Ausprobieren neuer Verhaltensweisen und Kontexte dienen und damit eine gesunde Entwicklung spezifischer und komplexer kognitiver Prozesse ermöglichen. Wenn Entscheidungen jedoch zu oft inkonsistent bleiben, kann dies die Entwicklung komplexer kognitiver Prozesse und des Gehirns negativ beeinflussen.

Kognitive Kompetenz bei ADHS stärken oder Rauschen reduzieren?

Das könnte zum Beispiel für Menschen mit einer Aufmerksamkeitsdefizit-/Hyperaktivitätsstörung, kurz ADHS, relevant sein. So untersucht das Team derzeit, ob inkonsistente Entscheidungen bei Kindern und Jugendlichen mit ADHS eine zentrale Rolle bei der Erkrankung spielen und möglicherweise ein Ansatzpunkt für verbesserte Therapien sein könnten. Ist die etwas reduzierte kognitive Leistung von Kindern mit ADHS eine Folge des Rauschens, oder ist das für Kinder mit ADHS typische sprunghafte eine Folge der reduzierten kognitiven Leistung? Sollte die kognitive Leistung des Kindes gestärkt oder das Rauschen reduziert werden, damit das Kind kognitiv stärker werden kann?

Generell wirft der Entscheidungsprozess, der eine Systemeigenschaft zu sein scheint, viele weitere Fragen auf. Zum Beispiel wäre es interessant, im Längsschnitt zu beobachten, wie schnell und wann genau das Rauschen abnimmt. Sind Menschen, bei denen das Rauschen schneller abnimmt, gesünder als andere oder umgekehrt? Was ist bei Erwachsenen noch Rauschen, was gezielte Exploration oder einfach Neugier, nach dem Motto: „Ich probiere heute ganz bewusst das Knoblaucheis mit Knallzucker“.

Publikation:

Vanessa Scholz, Maria Waltmann, Nadine Herzog, Annette Horstmann, Lorenz Deserno (2024) Decrease in decision noise from adolescence into adulthood mediates an increase in more sophisticated choice behaviors and performance gain. PLoS Biol 22(11): e3002877. https://doi.org/10.1371/journal.pbio.3002877

Kooperation und Förderung: 

Die Studie wurde in Kooperation mit dem Max-Planck-Institut für Kognitions- und Neurowissenschaften in Leipzig durchgeführt und unterstützt von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) und dem Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF). 

Text: Kirstin Linkamp / UKW