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Stabile Basisimmunität nach drei Kontakten

Neue Studie des bayerischen Corona-Vakzin-Konsortiums CoVaKo bestätigt den Nutzen einer stärkeren und länger anhaltenden hybriden Immunität auf Antikörper- und Gedächtniszellebene durch COVID-19-Impfungen und SARS-CoV-2-Infektionen.

Laborbild
Martina Prelog und Giovanni Almanzar (Mitte) untersuchen in der Kinderklinik des Universitätsklinikums Würzburg die zelluläre Immunabwehr und Antikörperantworten, hier im Bild mit den Medizinstudierenden Luise Schäfer und Luca Huth. © Daniel Peter / UKW
Gruppenbild
Das CoVaKo-Team in Würzurg, v.l.n.r.: Giovanni Almanzar, Kimia Kousha, Lars Ziegler, Tim Vogt, Martina Prelog, Julia Bley, Valeria Schwägerl, Johannes Liese, Tanja Mastorakis, Tatjana Durnev. © Matthias Emmert, Universitäts-Kinderklinik

Würzburg. Bei einer Coronavirus-Infektion, wie sie durch SARS-CoV-2 verursacht wird, reagiert unser Immunsystem auf zwei grundlegende Arten: mit der Antikörperantwort, auch humorale Antwort genannt, und mit der zellulären Antwort. Während die humorale Antwort schnell auf das Virus reagiert und es neutralisiert, sorgt die zelluläre Antwort für die Eliminierung infizierter Zellen und die langfristige Kontrolle der Infektion. Beide Immunantworten hat das vom Bayerischen Staatsministerium für Wissenschaft und Kunst geförderte Corona-Vakzin-Konsortium CoVaKo der sechs bayerischen Universitätskliniken umfassend analysiert. Die im Journal of Medical Virology veröffentlichten Auswertungen der zellulären Antwort bestätigen nun die bereits im Dezember 2023 im Journal of Clinical Virology veröffentlichte Untersuchung der Antikörperantwort und decken sich mit der STIKO-Empfehlung zur COVID-19-Impfung des Robert Koch-Instituts: Für eine starke und stabile Basisimmunität benötigt man mindestens dreimal Kontakt mit den Bestandteilen des Erregers durch Impfung oder mit dem Erreger selbst durch Infektion, wobei mindestens einer dieser Kontakte durch die Impfung erfolgen sollte. 

„Dies ist vermutlich die erste Studie, die den Verlauf der zellulären Immunantwort bei Personen mit zwei COVID-19-Impfungen über einen Zeitraum von sechs Monaten nach einer Durchbruchsinfektion im Detail engmaschig untersucht hat“, sagt Privatdozent Dr. Giovanni Almanzar. Der Biochemiker ist Erstautor der Studie zur zellulären Immunantwort und hat zusammen mit Prof. Dr. Martina Prelog und ihrem Team am Universitätsklinikum Würzburg (UKW) sowohl die Antikörperkonzentration und die Bindungsstärke der Antikörper an das Virus, die so genannte Avidität, als auch die zelluläre Immunantwort gemessen. Die Gruppe der zweifach Geimpften mit Durchbruchsinfektion wurde mit dreifach Geimpften, einmalig Geimpften mit Durchbruchsinfektion und Ungeimpften, die sich infiziert hatten, verglichen. Außerdem wurde die Rolle saisonaler Coronaviren, die regelmäßig zu bestimmten Jahreszeiten, insbesondere im Herbst und Winter, auftreten und meist milde Atemwegserkrankungen wie Erkältungen verursachen, auf die SARS-CoV-2-spezifische Immunantwort untersucht. 

Dreimaliger Kontakt mit Erregerbestandteilen von SARS-CoV-2 führt zu robuster Basisimmunität 

Nicht geimpfte Personen profitierten teilweise von einem möglicherweise vorhandenen früheren Kontakt zu saisonalen Coronaviren auf Ebene von Gedächtniszellen, indem sie eine höhere Reaktivität gegenüber dem Spike-Protein aufwiesen. Dennoch zeigten Ungeimpfte im Vergleich zu Geimpften nach einer Infektion mit SARS-CoV-2 eine verzögerte Impfantwort und eine stärkere und länger anhaltende ungerichtete Entzündungsreaktion. 
Die Anti-S-IgG-Antikörper, das heißt, die Menge der spezifischen Immunglobulin-G-Antikörper, die gegen das Spike-Protein des SARS-CoV-2-Virus gerichtet sind, nahmen in allen Gruppen im Verlauf von 24 Wochen ab. Die Reduktion der Anti-S-IgG-Antikörper war jedoch bei den ungeimpften und bei den einmalig geimpften Personen mit Durchbruchsinfektion deutlich stärker als bei den zweimalig geimpften Personen mit Durchbruchsinfektion und als bei dreimalig geimpften Personen.

Kombination aus zwei Impfungen und einer natürlichen Infektion erzeugt besonders starke Immunantwort

Prof. Dr. Martina Prelog, Immunologin am UKW und Letztautorin der Studie, empfiehlt für eine starke und stabile humorale und zelluläre Immunantwort nachdrücklich drei Kontakte mit dem Spike-Protein, am besten als eine Kombination aus zwei Impfungen und einer Durchbruchsinfektion, die sogenannte hybride Immunität, oder in Form von drei Impfungen: „Drei Expositionen mit SARS-CoV-2-Erregerbestandteilen führen bei Personen ab 18 Jahren zu einer hochwertigen Basisimmunität, die in der Regel vor schweren COVID-19-Verläufen schützt und auf Basis der bisher verfügbaren Untersuchungen mindestens zwölf Monate lang anhält. Da jedoch das Risiko für schwere COVID-19-Verläufe mit dem Alter und bei einer das Immunsystem schwächenden Erkrankung oder Therapie zunimmt, ist eine zusätzliche jährliche Auffrischungsimpfung mit einem adaptierten Impfstoff für chronisch Kranke und für alle Personen ab 60 Jahren sinnvoll.“


Zum Corona-Vakzin-Konsortium CoVaKo:

Das Corona-Vakzin-Konsortium ist ein vom Bayerischen Staatsministerium für Wissenschaft und Kunst gefördertes wissenschaftliches Projekt zur Untersuchung und Erfassung der Wirksamkeit und Sicherheit von COVID-19-Impfstoffen sowie des Verlaufs möglicher Durchbruchsinfektionen. In einer der größten multizentrischen und prospektiven Studien wurden sowohl die klinischen Daten zu Durchbruchsinfektionen nach Grundimmunisierung gegen das schwere akute respiratorische Syndrom Coronavirus 2 (SARS-CoV-2) im Vergleich zu Ungeimpften als auch die Immunogenitätsdaten untersucht. Die Durchführung erfolgte an den sechs bayerischen Universitätskliniken in Erlangen, München (LMU und TUM), Würzburg, Regensburg und Augsburg sowie an der Hochschule Hof (iisys), in enger Zusammenarbeit mit dem Deutschen Zentrum für Infektionsforschung (DZIF, Partnerstelle München), dem Helmholtz Zentrum München und dem Bayerischen Landesamt für Gesundheit und Lebensmittelsicherheit (LGL) sowie den örtlichen Gesundheitsämtern. Die Federführung liegt bei Prof. Klaus Überla aus dem Universitätsklinikum Erlangen. Am Universitätsklinikum Würzburg (UKW) wurde die Studie von Prof. Dr. Johannes Liese und Prof. Dr. Martina Prelog von der Kinderklinik geleitet. Unterstützt wurde das Projekt von der Arbeitsgruppe von Priv.-Dozent Dr. Manuel Krone aus der Zentralen Einrichtung Krankenhaushygiene und Antimicrobial Stewardship mit Hochdurchsatz-ELISPOT-Analysen.


Publikation:
Almanzar G, Koosha K, Vogt T, et al. Hybrid immunity by two COVID-19 mRNA vaccinations and one breakthrough infection provides a robust and balanced cellular immune response as basic immunity against severe acute respiratory syndrome coronavirus 2. J Med Virol. 2024; 96:e29739. doi:10.1002/jmv.29739

Text: Kirstin Linkamp / UKW 
 

Laborbild
Martina Prelog und Giovanni Almanzar (Mitte) untersuchen in der Kinderklinik des Universitätsklinikums Würzburg die zelluläre Immunabwehr und Antikörperantworten, hier im Bild mit den Medizinstudierenden Luise Schäfer und Luca Huth. © Daniel Peter / UKW
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Das CoVaKo-Team in Würzurg, v.l.n.r.: Giovanni Almanzar, Kimia Kousha, Lars Ziegler, Tim Vogt, Martina Prelog, Julia Bley, Valeria Schwägerl, Johannes Liese, Tanja Mastorakis, Tatjana Durnev. © Matthias Emmert, Universitäts-Kinderklinik

16 Millionen Euro für Aggressionsforschung

Welche Rolle spielt Aggression bei psychischen Erkrankungen? Dieser Frage widmet sich ein neues Forschungsprogramm, an dem die Universität Würzburg beteiligt ist. Es wird gefördert von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG).

Prof. Dr. Katja Bertsch, Psychologieprofessorin an der Universität Würzburg, wird an zwei Projekten am neuen SFB mitarbeiten.
Prof. Dr. Katja Bertsch, Psychologieprofessorin an der Universität Würzburg, wird an zwei Projekten am neuen SFB mitarbeiten. (Hofmann/JMU)

Aggression ist ein Symptom unterschiedlicher psychischer Krankheiten – etwa bei Borderline-Persönlichkeitsstörungen, ADHS, Schizophrenie und bipolaren Störungen. Ein neues Forschungsprogramm, an dem die Julius-Maximilians-Universität Würzburg (JMU) mitarbeitet, will entschlüsseln, welche genetischen und molekularen Mechanismen auf aggressives Verhalten einwirken. Von der DFG wird es mit 16 Millionen Euro als Sonderforschungsbereich gefördert.

„Indem wir herausfinden, welche biologischen und chemischen Prozesse im Körper bei Aggression ablaufen, hoffen wir, aggressives Verhalten künftig besser vorhersagen und effektiver behandeln zu können“, erklärt Katja Bertsch, Inhaberin des Lehrstuhls für Psychologie I: klinische Psychologie und Psychotherapie.

Koordiniert wird der neue Sonderforschungsbereich von der RWTH Aachen (Sprecherin: Ute Habel), die Universitäten Frankfurt und Heidelberg sind ebenfalls beteiligt. Das Würzburger Forschungsteam rund um Psychologin Bertsch wird an zwei Projekten mitarbeiten: in einem sollen Konflikte in Paarbeziehungen im Vordergrund stehen, während es im zweiten Projekt um den Zusammenhalt zwischen Aggression Testosteron und anderen Hormonen geht.

Förderung bis 2028 geplant

Sonderforschungsbereiche (SFB) sind langfristige Forschungsprogramme, die von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) gefördert werden. Ziel ist die Bearbeitung komplexer, interdisziplinärer Forschungsfragen durch die Zusammenarbeit mehrerer Institute oder Fakultäten über einen Zeitraum von bis zu 12 Jahren. Der SFB 379, in dem das Würzburger Team mitarbeitet, trägt den Namen „Neuropsychologische Aggression: Ein transdiagnostischer Ansatz bei psychischen Störungen“ und wird ab Oktober 2024 bis 2028 mit knapp 16 Millionen Euro gefördert.

Kontakt

Prof. Dr. Katja Bertsch, Inhabern des Lehrstuhls für Psychologie I – Klinische Psychologie und Psychotherapie, Tel. +49 931 31-86114, l-psy1@ psychologie.uni-wuerzburg.de

 

einBlick - Das Online-Magazin der Universität Würzburg vom 25.06.2024

Prof. Dr. Katja Bertsch, Psychologieprofessorin an der Universität Würzburg, wird an zwei Projekten am neuen SFB mitarbeiten.
Prof. Dr. Katja Bertsch, Psychologieprofessorin an der Universität Würzburg, wird an zwei Projekten am neuen SFB mitarbeiten. (Hofmann/JMU)

Erstmals in Unterfranken: Vollautomatische Medikamentenversorgung startet am UKW

Uniklinik führt „Unit Dose“-Versorgung ein / Mehr Sicherheit in der Arzneimitteltherapie

UKW-Chefapothekerin Dr. Mareike Kunkel (r.) und Paulina Kolacz, stellvertretende Stationsleitung (l.), erläutern das neue Ausgabesystem für die Medikamente im Patientengespräch.
UKW-Chefapothekerin Dr. Mareike Kunkel (r.) und Paulina Kolacz, stellvertretende Stationsleitung (l.), erläutern das neue Ausgabesystem für die Medikamente im Patientengespräch. Foto: UKW / S. Dreising
Das UKW ist die erste Klinik in Unterfranken mit dem Unit-Dose-System. Die Medikamente werden dabei hygienisch und sicher automatisiert in kleine Tütchen verpackt.
Das UKW ist die erste Klinik in Unterfranken mit dem Unit-Dose-System. Die Medikamente werden dabei hygienisch und sicher automatisiert in kleine Tütchen verpackt. Foto: UKW / A. Wolf

Würzburg. Als erste Klinik in Unterfranken und als zweite Klinik in Bayern überhaupt startet das Universitätsklinikum Würzburg (UKW) ein vollautomatisches Verpackungs- und Ausgabesystem für die Medikamentenversorgung auf den Stationen. Mit dem neuen „Unit-Dose“-System erhalten Patientinnen und Patienten nun individuell ihre Arzneimittel in kleinen abgepackten Tütchen.

„Damit können wir die Sicherheit in der Arzneimitteltherapie hier am UKW weiter ausbauen“, erklärt Dr. Mareike Kunkel, die Leiterin der Apotheke am UKW. „Bei der Unit Dose Versorgung werden, z.B. Tabletten, Kapseln oder Dragees, mithilfe eines Automaten individuell für jede Patientin und jeden Patienten hygienisch und sicher in kleine Tütchen verpackt und beschriftet. Diese Tütchen werden dann durch die Pflegefachkräfte verteilt“, so die Apothekerin. Das bisherige Zusammenstellen der Medikation für die Patienten durch den Pflegedienst auf den Stationen entfällt daher zukünftig zu einem Großteil durch die Lieferung der einzelverpackten Medikamente.

Individuelle Tütchen für die Patientinnen und Patienten

Auf den Unit-Dose-Tütchen ist ersichtlich, für welchen Tag und welche Tageszeit bzw. welchen Einnahmezeitpunkt das Arzneimittel gedacht ist. Zusätzlich finden sich weitere Informationen auf den Tütchen, wie etwa der Name und das Geburtsdatum des Patienten, die Anzahl der enthaltenen Tabletten oder ggf. weitere Hinweise zur Einnahme des Medikamentes. Derzeit können bis zu 750 feste orale Arzneimittel in die Unit-Dose-Versorgung am UKW integriert werden. Der Start auf die neue Versorgung erfolgt zunächst auf ausgewählten Pilotstationen und wird dann schrittweise ausgerollt.

Versorgung wird sicherer und transparenter

„Mit dem neuen System verbessern wir unsere Behandlungsqualität und -sicherheit. Ich freue mich sehr über den Start des Systems am UKW“, betont PD Dr. Tim J. von Oertzen, Ärztlicher Direktor und Vorstandsvorsitzender des UKW. Vor dem Start auf den Pilotstationen des UKW gab es umfangreiche Schulungen für die Stationsteams. 

Der konkrete Ablauf der Unit-Dose-Versorgung sieht dabei so aus: Im ersten Schritt verordnen die zuständigen Ärztinnen und Ärzte des UKW die Medikamente elektronisch. Im Anschluss erfolgt eine Plausibilitätsprüfung durch Apothekerinnen und Apotheker der Würzburger Uniklinik. Chefapothekerin Dr. Kunkel: „Hierbei wird die Medikation der Patienten u.a. auf Interaktionen, Kontraindikationen, Doppelverordnungen und die korrekte Dosierung geprüft. Erst nach der pharmazeutischen Freigabe startet die automatische Abgabe in die Tütchen.“ 

Eine weitere zusätzliche Kontrolle erfolgt durch ein spezielles Gerät, welches den Inhalt des Tütchens mit Bildern aus einer Datenbank vergleicht. Erst wenn auch bei dieser Prüfung jede Tüte als korrekt angezeigt wird, erfolgt die abschließende Lieferung der einzelverpackten Arzneimittel auf die Stationen. Auf der Station prüft das Pflegepersonal die Medikation auf Aktualität, teilt die Medikamente an die Patienten aus und dokumentiert dies. Durch die behandelnden Ärzte wird im Verlauf die Arzneimittelwirkung überprüft und ggf. die Medikation angepasst.

 

UKW-Chefapothekerin Dr. Mareike Kunkel (r.) und Paulina Kolacz, stellvertretende Stationsleitung (l.), erläutern das neue Ausgabesystem für die Medikamente im Patientengespräch.
UKW-Chefapothekerin Dr. Mareike Kunkel (r.) und Paulina Kolacz, stellvertretende Stationsleitung (l.), erläutern das neue Ausgabesystem für die Medikamente im Patientengespräch. Foto: UKW / S. Dreising
Das UKW ist die erste Klinik in Unterfranken mit dem Unit-Dose-System. Die Medikamente werden dabei hygienisch und sicher automatisiert in kleine Tütchen verpackt.
Das UKW ist die erste Klinik in Unterfranken mit dem Unit-Dose-System. Die Medikamente werden dabei hygienisch und sicher automatisiert in kleine Tütchen verpackt. Foto: UKW / A. Wolf

Magenspiegelung: Künstliche Intelligenz soll bei Diagnostik helfen

Bei einer Magenspiegelung (Gastroskopie) werden die Speiseröhre, der Magen und der Zwölffingerdarm mit einem Endoskop untersucht. Das ist ein dünner, biegsamer Schlauch mit einem Licht und einer Kamera an der Spitze. Das Endoskop wird durch den Mund bis in den Magen geführt. Anhand der Kameraaufnahmen können Ärztinnen und Ärzte den Gesundheitszustand beurteilen und bei Bedarf Gewebeproben entnehmen.

Dieses bei einer Magenspiegelung gewonnene Bild zeigt eine Entzündung der Speiseröhre am Übergang zum Magen.
Dieses bei einer Magenspiegelung gewonnene Bild zeigt eine Entzündung der Speiseröhre am Übergang zum Magen. (Bild: Simula / Kvasir)

Magenspiegelungen werden sehr häufig durchgeführt; sie sind wichtig für die Diagnose und Behandlung vieler Erkrankungen. Mit ihnen lassen sich zum Beispiel Magenentzündungen, Geschwüre oder Tumoren aufspüren. Doch einfach ist das nicht, besonders nicht für medizinische Anfängerinnen und Anfänger: Um auf den Kamerabildern Auffälligkeiten oder Krankheiten sicher identifizieren zu können, ist umfassendes medizinisches Wissen und Erfahrung nötig.

224.000 Euro vom Freistaat Bayern

Das neue internationale Forschungsprojekt GI-Insight (GI steht für Gastroscopy Intelligence) zielt deshalb darauf ab, Magenspiegelungen noch präziser und sicherer zu machen: Forschende der Julius-Maximilians-Universität (JMU) Würzburg und der Karls-Universität Prag wollen neue Technologien der Künstlichen Intelligenz (KI) entwickeln, die Ärztinnen und Ärzte direkt während einer Gastroskopie unterstützen. Die KI soll beispielsweise helfen, Krankheiten zielsicherer zu erkennen oder besser beurteilen zu können, ob die Entnahme von Gewebeproben nötig ist.

Der JMU-Informatiker Dr. Adrian Krenzer kooperiert bei dem Projekt mit dem Prager Linguistik-Professor Pavel Pecina. Das bayerische Wissenschaftsministerium fördert den Würzburger Projektteil im Rahmen des Programms „Joint Czech-Bavarian Research Projects 2024-2026“ mit 224.000 Euro. GI-Insight startet am 1. Juli 2024 und läuft zweieinhalb Jahre.

Aufwändige Vorbereitung der Trainingsdaten vereinfachen

„Damit eine KI anhand von Bildern aus dem Magen zuverlässig Auffälligkeiten erkennen und klassifizieren kann, muss sie mit vielen Daten trainiert werden“, sagt Adrian Krenzer. Eine Herausforderung sei dabei die Annotation der Trainingsdaten: Eine Person, am besten eine Fachärztin oder ein Facharzt, muss sich sehr viele einzelne Bilder von Magengeschwüren oder anderen Magenkrankheiten vornehmen und möglichst detailliert beschreiben, was auf jedem einzelnen Bild zu sehen ist.

„In unserem Projekt wollen wir zum einen eine KI entwickeln, die dem Menschen diese zeitaufwändige Annotationsarbeit weitgehend abnimmt“, erklärt der Würzburger Informatiker. Darum kümmert sich der Projektpartner aus Prag: Pavel Pecina setzt die Methode des Natural Language Processing ein, um umfangreiche schriftliche ärztliche Befunde mit den dazugehörenden gastroskopischen Aufnahmen zu verknüpfen und in einer Datenbank zu sammeln.

Kooperationspartner am Uniklinikum Würzburg

Auf Basis der KI-annotierten Trainingsdaten vom tschechischen Team wird das Team von Adrian Krenzer dann das eigentliche Training der KI in Angriff nehmen. Bis Ende 2026 soll ein Produktprototyp vorliegen, der während einer gastroskopischen Untersuchung in Echtzeit verschiedene Krankheiten identifizieren kann. Nach seiner Validierung soll der Prototyp testweise am Universitätsklinikum Würzburg eingesetzt werden.

Ob die Ergebnisse der KI aus medizinisch-fachlicher Sicht passen, wird dann von Alexander Hann überprüft, Professor für digitale Transformation am Lehrstuhl für Gastroenterologie des Universitätsklinikums Würzburg. Der Experte kooperiert schon seit längerem mit dem JMU-Lehrstuhl für Künstliche Intelligenz und Wissenssysteme um Professor Frank Puppe.

Das bayerisch-tschechische Förderprogramm

Das Programm „Joint Czech-Bavarian Research Projects 2024-2026“ soll insbesondere junge Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus beiden Ländern vernetzen und sie zu weiteren Kooperationen auf nationaler und internationaler Ebene ermutigen. Für Bayern wird es im Auftrag des Wissenschaftsministeriums durch die Bayerisch-Tschechische Hochschulagentur verwaltet, für Tschechien vom dortigen Bildungsministerium. Die jetzt aus insgesamt 96 Vorschlägen ausgewählten 15 neuen Projekte werden insgesamt mit rund 3,5 Millionen Euro von bayerischer und einem entsprechenden Volumen auf tschechischer Seite gefördert.

Kontakt

Dr. Adrian Krenzer, Lehrstuhl für Informatik VI – Künstliche Intelligenz und Wissenssysteme, Universität Würzburg, adrian.krenzer@ uni-wuerzburg.de 

Webseite Adrian Krenzer https://www.informatik.uni-wuerzburg.de/is/mitarbeiter/krenzer-adrian/ 

 

Pressemitteilung der Universität Würzburg vom 24. Juni 2024
 

Dieses bei einer Magenspiegelung gewonnene Bild zeigt eine Entzündung der Speiseröhre am Übergang zum Magen.
Dieses bei einer Magenspiegelung gewonnene Bild zeigt eine Entzündung der Speiseröhre am Übergang zum Magen. (Bild: Simula / Kvasir)

Universitätsklinikum Würzburg als größtes Team beim WVV-Firmenlauf ausgezeichnet

Tolle Einzelplatzierungen der Läuferinnen und Läufer des UKW

Das Universitätsklinikum Würzburg konnte auch 2024 den Titel als „größtes Team“ beim Firmenlauf verteidigen. Fotos: UKW / Kim Sammet

Würzburg. Starke Gemeinschaftsleistung: Das Universitätsklinikum Würzburg (UKW) wurde beim WVV Firmenlauf am 20. Juni (Donnerstag) mit 230 angemeldeten Läuferinnen und Läufern als größtes Team ausgezeichnet. Auch bei den Firmenläufen in den Vorjahren stellte das UKW das größte Team.

Zudem konnten tolle Platzierungen in den Einzelwertungen und in der Teamwertung auf der 7,4 Kilometer langen Strecke erreicht werden. Bei der Teamwertung kamen Laufteams des UKW auf den ersten und dritten Platz. Jakob Lauerer war schnellster Läufer in der Männerwertung, bei den Frauen belegte Rosanna Thomma den zweiten Platz, auf Platz drei lief hier Clara Hammel.

In diesem Jahr wurde der Firmenlauf erstmals von der WVV als „WVV Energie Firmenlauf“ ausgerichtet. Start- und Zielpunkt war das Dallenbergbad. Die Ergebnisse gibt es hier.

Das Universitätsklinikum Würzburg konnte auch 2024 den Titel als „größtes Team“ beim Firmenlauf verteidigen. Fotos: UKW / Kim Sammet

Warum Muskeln schwächer werden und schwinden

Lässt sich neurodegenerativer Muskelschwund bei ALS aufhalten? Verbindung zwischen Motoneuronen und Muskel im Fokus

Dr. Mehri Moradi erhält DFG-Förderung in Höhe von 420.000 Euro für den Aufbau einer Forschungsgruppe, um Synapsendegeneration bei der Amyotrophen Lateralsklerose (ALS) zu untersuchen und einen Therapieansatz zu finden.

 

Mehri Moradi vorm PC
Die Neurobiologin Dr. Mehri Moradi vom Universitätsklinikum Würzburg (UKW) erhält eine DFG-Förderung in Höhe von 420.000 Euro für den Aufbau einer Forschungsgruppe zur Pathogenese der Amyotrophen Lateralsklerose (ALS). © Kirstin Linkamp / UKW
Mehri Moradi schaut ins Mikroskop
Mit dem Forschungsteam am Institut für Klinische Neurobiologie des UKW hat Mehri Moradi bereits herausgefunden, dass vor den motorischen Nervenzellen die neuromuskuläre Synapse abstirbt - die Verbindung zwischen Motoneuron und Muskelzelle, die die Übertragung von Nervenimpulsen ermöglicht, welche die Muskelkontraktion auslösen. © Kirstin Linkamp / UKW
Mikroskopisches Bild von neuromuskulären Synapsen bei Mäusen
Rechts im Bild ist die Synapse zwischen Motoneuron und innerviertem Zielmuskel in Mäusen mit Spinaler Muskelatrophie (SMA) zu sehen, links im Wildtyp. Die Nervenbahnen mit dem präsynaptischen Kompartiment sind gelb dargestellt, das postsynaptische Kompartiment an der Muskelfaser ist magenta. © Mehri Moradi / UKW

Würzburg. Gehen, Stehen, Essen, Atmen - all diese Bewegungen werden vom Gehirn gesteuert. Doch wie landet zum Beispiel der Befehl „Geh!“ aus der Schaltzentrale oben im Gehirn unten in den Füßen? Und warum kommen manche Befehle nicht an oder können nicht umgesetzt werden? Dr. Mehri Moradi vom Institut für Klinische Neurobiologie des Universitätsklinikums Würzburg (UKW) erklärt: "Die Bewegungsimpulse werden über den motorischen Kortex von motorischen Nervenzellen, den oberen Motoneuronen, vom Gehirn durch das Rückenmark geleitet, wo sie auf die unteren Motoneuronen treffen. Diese nehmen den Befehl auf und leiten ihn über ihr Axon, eine lange, dünne Nervenfaser, an die Muskeln der Beine und Füße weiter. An der Verbindungsstelle zwischen Motoneuron und Muskel, der Synapse, wird der elektrische Impuls in einen chemischen Botenstoff umgewandelt. Dieser bindet sich an die Muskelzellen und löst die Kontraktion der Muskeln aus, so dass sich die Beine bewegen.“ Die Motoneuronen sind also wie Telefonleitungen, bei denen es zu Störungen kommen kann, wie zum Beispiel bei den neurodegenerativen Erkrankungen Spinale Muskelatrophie (SMA) und Amyotrophe Lateralsklerose (ALS).


Und genau auf diese Störungen konzentriert sich Dr. Mehri Moradi. Für ihre Forschung zu einem möglichen Pathomechanismus bei ALS und den Aufbau einer eigenen Arbeitsgruppe hat die 42-Jährige jetzt von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) eine Förderung in Höhe von insgesamt 420.000 Euro erhalten. Im Fokus steht eine Mutation im Gen C9orf72, bei der es zu übermäßigen Wiederholungen von DNA-Bausteinen kommt, welche Proteine verändern und toxische Effekte auf Nervenzellen haben.

SMA: Durch Gendefekt stirbt zuerst die neuromuskuläre Synapse ab

Grundlage sind frühere Untersuchungen zu den Pathomechanismen der SMA. SMA ist mit 1:7.000 Neugeborenen in Deutschland eine der häufigsten autosomal-rezessiv vererbten Erkrankungen und eine der häufigsten genetischen Ursachen für frühkindliche Sterblichkeit. Die Erkrankung wird durch Mutationen im SMN1-Gen (Survival Motor Neuron 1) verursacht. Dieses Gen ist für die Produktion des SMN-Proteins verantwortlich, das für das Überleben und die Funktion von Motoneuronen notwendig ist. Ein Defekt im SMN1-Gen führt zu einem Mangel an SMN-Protein und damit zum Absterben der Motoneuronen. „Wir haben herausgefunden, dass vor den Motoneuronen die neuromuskuläre Synapse abstirbt, die Verbindung zwischen Motoneuron und Muskelzelle, die die Übertragung von Nervenimpulsen ermöglicht, welche die Muskelkontraktion auslösen. Die Krankheit beginnt also bei den Nervenbahnen“, erklärt Mehri Moradi.

Bisherige Therapieansätze basieren auf der Wiederherstellung des SMN-Proteins. „Aber diese Behandlungen wirken nicht hundertprozentig, man braucht eine zusätzliche Therapie für die Synapse“, sagt Mehri Moradi. Sie hat auch schon ein Ziel: „Wir haben im Mausmodell bereits gezeigt, dass wir die Synapse retten können, wenn wir bestimmte Proteine wiederherstellen, die bei der synaptischen Übertragung eine Schlüsselrolle spielen, zum Beispiel das Protein Munc13-1.“

Führt die Synapsendegeneration auch bei ALS zum Verlust von Motoneuronen?

Bei der ALS, die zu zunehmender Muskelschwäche und Muskelschwund (Atrophie) führt, ist die Situation ähnlich, aber viel komplexer. Im Gegensatz zur SMA, die durch einen einzigen Gendefekt verursacht wird, sind die Ursachen der ALS noch weitgehend unklar. Bislang wurden 40 Gendefekte identifiziert, die mit ALS in Verbindung gebracht werden. 80 bis 90 Prozent der Fälle treten jedoch sporadisch auf, und es ist möglich, dass eine Kombination aus genetischen und Umweltfaktoren zur Entstehung der Krankheit beiträgt. „Es gibt vier aggressive Gene, von denen das Gen C9orf72 die häufigste Ursache für ALS in Europa ist“, sagt Mehri Moradi. In Europa erkranken jährlich drei von 100.000 Menschen an ALS. Die meisten Betroffenen erleben innerhalb von drei bis fünf Jahren nach der Diagnose eine deutliche Verschlechterung ihrer motorischen Fähigkeiten. Die fortschreitende Schwächung der Atemmuskulatur führt schließlich meist zum Tod. Eine Heilung ist derzeit nicht möglich, aber das Fortschreiten der Symptome kann verlangsamt werden.

Im Hinblick auf weitere mögliche Angriffspunkte für therapeutische Interventionen will Mehri Moradi die Pathogenese der ALS noch besser verstehen, insbesondere wie es zur Degeneration der Synapse kommt. Könnte der Funktionsverlust des C9orf72 Proteins ein möglicher Verursacher der Synapsendegeneration sein? Was passiert, wenn man die Funktion dieses Proteins umgeht oder andere Proteinpartner gentherapeutisch überexprimiert? Antworten sucht sie in Mausmodellen, vor allem aber in menschlichen Stammzellen aus ALS Patienten.

Doktorand oder Doktorandin mit Interesse an Synapsenforschung gesucht 

Die gebürtige Iranerin und Mutter einer Tochter studierte in ihrem Heimatland Genetik und kam 2007 mit ihrem Mann nach Würzburg, um mit einem Stipendium an der Julius-Maximilians-Universität Neurobiologie zu studieren. Dort promovierte sie bei Prof. Dr. Michael Sendtner, dem Direktor des Instituts für Klinische Neurobiologie, und setzte ihre Arbeit als Postdoc fort. Die Neurobiologin freut sich darauf, nun mit Unterstützung der DFG eine eigene Arbeitsgruppe zu leiten. Aufgrund der bevorstehenden Emeritierung von Michael Sendtner wird Mehri Moradi Anfang nächsten Jahres an den Lehrstuhl für Biotechnologie und Biophysik von Prof. Dr. Markus Sauer wechseln, wo sie auch von der dortigen Expertise und Infrastruktur in der Superresolution-Mikroskopie profitieren kann. Jetzt fehlt ihr nur noch ein Doktorand oder eine Doktorandin mit Interesse an der Synapsenforschung. Bewerbungen sind herzlich willkommen. Hier geht es zur Stellenanzeige. 

Text: Kirstin Linkamp / UKW 
 

Mehri Moradi vorm PC
Die Neurobiologin Dr. Mehri Moradi vom Universitätsklinikum Würzburg (UKW) erhält eine DFG-Förderung in Höhe von 420.000 Euro für den Aufbau einer Forschungsgruppe zur Pathogenese der Amyotrophen Lateralsklerose (ALS). © Kirstin Linkamp / UKW
Mehri Moradi schaut ins Mikroskop
Mit dem Forschungsteam am Institut für Klinische Neurobiologie des UKW hat Mehri Moradi bereits herausgefunden, dass vor den motorischen Nervenzellen die neuromuskuläre Synapse abstirbt - die Verbindung zwischen Motoneuron und Muskelzelle, die die Übertragung von Nervenimpulsen ermöglicht, welche die Muskelkontraktion auslösen. © Kirstin Linkamp / UKW
Mikroskopisches Bild von neuromuskulären Synapsen bei Mäusen
Rechts im Bild ist die Synapse zwischen Motoneuron und innerviertem Zielmuskel in Mäusen mit Spinaler Muskelatrophie (SMA) zu sehen, links im Wildtyp. Die Nervenbahnen mit dem präsynaptischen Kompartiment sind gelb dargestellt, das postsynaptische Kompartiment an der Muskelfaser ist magenta. © Mehri Moradi / UKW

Zum Tod von Ehrensenator Manfred Ach

Manfred Ach, Ehrensenator der Universität und Träger der Carl Caspar von Siebold-Medaille der Würzburger Universitätsmedizin, ist im Alter von 83 Jahren verstorben.

Manfred Ach bei der Verleihung der Ehrensenatorwürde mit dem damaligen Unipräsidenten.
Manfred Ach bei der Verleihung der Ehrensenatorwürde mit dem damaligen Unipräsidenten. Foto Robert Emmerich, Universität Würzburg
Manfred Ach
Manfred Ach. Foto: Robert Emmerich, Universität Würzburg

Manfred Ach vertrat von 1994 bis 2008 als Mitglied des Bayerischen Landtags den Stimmkreis Würzburg-Land. Besonders in seiner zehn Jahre dauernden Funktion als Vorsitzender des Ausschusses für Staatshaushalt und Finanzfragen engagierte er sich intensiv und nachhaltig für die Finanzierung von Großprojekten und Baumaßnahmen der Julius-Maximilians-Universität (JMU) sowie für die Ausbauplanung und Weiterentwicklung des Universitätsklinikums Würzburg.

Für seinen herausragenden Einsatz verlieh ihm die JMU 2009 die Würde eines Ehrensenators. Das ist die höchste Auszeichnung, die die Universität vergibt. Im selben Jahr erhielt Manfred Ach die von der Medizinischen Fakultät und dem Universitätsklinikum vergebene Carl Caspar von Siebold-Medaille. Am 15. Juni 2024 ist der Politiker im Alter von 83 Jahren verstorben.

Verdienste um die Universitätsmedizin

In Manfred Achs Zeit als aktiver Politiker fiel die Realisierung des Medizincampus-Konzepts mit Verbesserungen für Forschung, Lehre und Krankenversorgung. Verbunden waren damit unter anderem Neubaumaßnahmen wie die Zentren für Operative und Innere Medizin (ZOM und ZIM) sowie die Sanierung der Zahn-, Mund- und Kieferkliniken, des Kopfklinikums und weiterer klinischer Einrichtungen.

Auch die Einrichtung des Stammzelltransplantationszentrums – eine von vielen Initiativen der Würzburgerin Gabriele Nelkenstock zugunsten der Universitätsmedizin – unterstützte Manfred Ach nach Kräften. Er stärkte der Initiatorin auch bei der Akquise der Anschubfinanzierung von 500.000 Euro den Rücken; nicht zuletzt durch seine Präsenz bei vielen wichtigen Terminen.

Werdegang des Politikers

Manfred Ach, 1940 in Ansbach geboren, absolvierte seine Schulzeit in Höchberg und Würzburg. 1962 schloss er seine Beamtenausbildung am Versorgungsamt Würzburg ab. Danach war er am Versorgungsamt Nürnberg und, ab 1966, am Landesversorgungsamt Bayern tätig. Dort befasste er sich als Betreuer der ehemaligen Versorgungskrankenhäuser und -kuranstalten erstmals mit Angelegenheiten der Krankenversorgung und Rehabilitation.

Von 1970 bis 1994 war Manfred Ach am Staatlichen Rechnungsprüfungsamt in Würzburg tätig; ab 1991 leitete er dieses Amt als Oberregierungsrat. Dem Bayerischen Landtag gehörte er für die CSU von 1994 bis 2008 an. Ab 1998 war er Vorsitzender des Ausschusses für Staatshaushalt und Finanzfragen, von 2003 bis 2008 war er Mitglied im Präsidium des Landtags.

Manfred Ach erhielt viele Auszeichnungen, darunter den Bayerischen Verdienstorden, die Bayerische Verfassungsmedaille in Gold und die Landkreismedaille in Gold.

 

Pressemeldung der Universität Würzburg
 

Manfred Ach bei der Verleihung der Ehrensenatorwürde mit dem damaligen Unipräsidenten.
Manfred Ach bei der Verleihung der Ehrensenatorwürde mit dem damaligen Unipräsidenten. Foto Robert Emmerich, Universität Würzburg
Manfred Ach
Manfred Ach. Foto: Robert Emmerich, Universität Würzburg