Würzburg. Wenn Magnus Schindehütte auf neuroradiologischen Kongressen seine Forschungsergebnisse vorstellt, ist es immer wieder eine Überraschung, welcher Sektion die Beiträge zugeordnet werden. Denn noch ist sein Forschungsgebiet eine Nische. Die neuroradiologische Forschung der letzten Jahrzehnte habe sich insbesondere auf den Kopf bzw. das zentrale Nervensystem konzentriert, sagt Schindehütte. Er dagegen interessiert sich für die Bildgebung im peripheren Nervensystem, insbesondere der Spinalganglien – kurz DRG für dorsal root ganglia. Das sind Ansammlungen von sensorischen Nervenzellkörpern, die sich an der hinteren (dorsalen) Nervenwurzel befinden, kurz bevor diese in das Rückenmark eintritt. Die Neuronen der DRGs empfangen Reize über ihre peripheren Fortsätze und leiten sie über zentrale Axone an das Rückenmark weiter. Die DRGs spielen also eine zentrale Rolle bei der Weiterleitung von Schmerzsignalen vom peripheren zum zentralen Nervensystem, über das Rückenmark bis ins Gehirn. „Das DRG ist die erste Station im Nervensystem, an der Schmerzreize verarbeitet und weitergeleitet werden – eine Schlüsselstelle für das Verständnis, die Diagnose und die Therapie von Schmerzerkrankungen“, betont Magnus Schindehütte.

Der Clinician Scientist in der Neuroradiologie des Uniklinikums Würzburg (UKW) hat mit einem interdisziplinären Team als Seniorautor eine methodische Studie in der renommierten Fachzeitschrift NeuroImage veröffentlicht. Darin stellen die Forscher ein KI-basiertes Modell zur automatischen Erkennung und Segmentierung von Spinalganglien in MRT-Bildern vor. Diese Innovation erleichtert die Beurteilung der Spinalganglien erheblich und eröffnet neue diagnostische Möglichkeiten, insbesondere in der Schmerzmedizin.

Deep Learning Algorithmus segmentiert die Region of Interest (ROI) robust, schnell und frei von menschlichem Bias

Die Studie konzentrierte sich auf die Spinalganglien der lumbosakralen Rückenmarkssegmente L5 und S1, die im unteren Abschnitt der Wirbelsäule liegen und an der Weiterleitung sensorischer Signale aus den unteren Extremitäten beteiligt sind.
„Was früher oft als unscheinbare Knubbel an der Wirbelsäule abgetan wurde, rückt heute – dank großer Fortschritte in der Bildgebung – immer mehr in den Fokus der Wissenschaft. Die DRGs sind zwar immer noch schwer zu erfassen, weil sie sich mit jeder Atembewegung leicht verschieben, aber die Aufnahmen sind inzwischen so hochauflösend, dass man die Strukturen viel klarer abgrenzen kann“, erklärt Schindehütte.

Die MRT-Aufnahmen seines Teams erreichen eine isotrope Auflösung von 1 × 1 × 1 mm – jedes sogenannte Voxel, also ein dreidimensionaler Bildpunkt, entspricht dabei einem Würfel mit jeweils einem Millimeter Kantenlänge. Um das KI-Modell zu trainieren, markierten Schindehütte und sein Team die Voxel, die sie den Nervenstrukturen zuordneten, manuell mit einem Grafiktablett – eine aufwendige, aber notwendige Vorarbeit für den Deep Learning Algorithmus.

Es sei gar nicht so einfach, die Spinalganglien – die Schaltzentralen der sensorischen Nervenbahnen – von der „Autobahn“ der vorbeiziehenden Nervenfasern abzugrenzen, erklärt Schindehütte. Die so genannte Region of Interest (ROI) sieht bei jedem Menschen etwas anders aus, was die Segmentierung zusätzlich erschwert. Jedes Bild wurde deshalb von drei Experten manuell annotiert. Aus ihren Bewertungen entstand eine Referenz, eine sogenannte Ground Truth, mit der das neuronale Netz trainiert wurde – immer und immer wieder.

Mit Erfolg: Inzwischen erkennt und segmentiert der Deep Learning Algorithmus (nnU-Net) nicht nur die ursprünglichen Trainingsdaten, sondern auch neue MRT-Bilder - und zwar sowohl von gesunden als auch von erkrankten Personen. Dabei arbeitet das System robust, schnell und weitgehend standardisiert – eine wichtige Grundlage für eine objektive und reproduzierbare Diagnostik.

Segmentierung ermöglicht Volumen- und Signalauswertung der DRGs

Ein wichtiger diagnostischer Aspekt ist die Signalintensität der Spinalganglien – also wie hell oder dunkel sie in bestimmten MRT-Sequenzen erscheinen. Bei der Multisystemerkrankung Morbus Fabry zum Beispiel zeigen die DRGs in flüssigkeitssensitiven, sogenannten T2-gewichteten Aufnahmen eine erhöhte Signalintensität – ein Muster, das der KI-Algorithmus zuverlässig erkannte.
Eine mögliche Hypothese: Abbauprodukte, die sich bei Fabry-Patienten im Gewebe anreichern, lagern sich auch in den DRGs ab. Im Zellmodell konnten solche Ablagerungen bereits nachgewiesen werden.

Darüber hinaus können auch Volumenveränderungen – etwa Atrophien – die Spinalganglien betreffen. In einer weiteren Arbeit zeigte Magnus Schindehütte gemeinsam mit einem Team vom Zentrum für Interdisziplinäre Schmerzforschung (ZIS), dass das Spinalganglion, das die Zellkörper jener Nerven enthält, die die Leistenregion versorgen, bei chronischen postoperativen Leistenschmerzen deutlich schrumpft.

Clinician Scientist in KFO5001 ResolvePAIN

Gerade für die Schmerzforschung sind Fortschritte in der Bildgebung der Spinalganglien und deren automatisierte Auswertung von großer Bedeutung. Daher wird Magnus Schindehütte im Rahmen des Clinician Scientist Programms vom Interdisziplinären Zentrum für Klinische Forschung (IZKF) gefördert. Diese Förderung ist in seinem Fall eingebettet in die Klinische Forschungsgruppe KFO5001 ResolvePAIN am UKW, die von Prof. Dr. Heike Rittner und Prof. Dr. Claudia Sommer geleitet wird.

Diese Förderung ermöglicht es ihm, neben seiner Facharztausbildung kontinuierlich an seiner Forschung zu arbeiten. Nachdem er sich zunächst mit morphologischen Parametern wie Größe und Signalintensität beschäftigt hat, interessieren ihn nun zunehmend funktionelle Fragestellungen: Wie verarbeiten die DRGs Schmerzreize? Was passiert bei der Schmerzentstehung – und was bei der Linderung?
„Schmerz ist immer subjektiv. Wir versuchen, ihn bildgebend zu erfassen und damit einen Surrogatmarker für die Schmerzverarbeitung zu identifizieren. Wenn wir verstehen, was physiologisch im DRG passiert, können wir künftig gezielter über therapeutische Ansätze nachdenken“, erklärt Magnus Schindehütte.

Als Seniorautor der Studie lieferte er gemeinsam mit dem Team der Neuroradiologie die klinische und bildgebende Expertise. Für die technische Umsetzung sorgte das Biozentrum der Julius-Maximilians-Universität Würzburg (Center for Computational and Theoretical Biology, CCTB) – allen voran Dr. Philip Kollmannsberger und Aliya C. Nauroth-Kreß als Erstautorin.

Erste Schritte zu einer breiteren Anwendung

„Unser Methodenpapier zeigt, dass es einen wissenschaftlichen Bedarf für eine objektive Auswertung der Spinalganglien gibt“, sagt Magnus Schindehütte. „Unser trainiertes Netz ist frei zugänglich und kann anderen Zentren helfen, standardisierte Auswertungen durchzuführen – auch international. Damit schaffen wir die Grundlage für eine verlässliche Vergleichbarkeit zwischen verschiedenen Einrichtungen und Studien – und einen weiteren Beleg dafür, dass in der Neuroradiologie die Musik nicht nur im Kopf, sondern auch im peripheren Nervensystem spielt.“

Text: KL / Wissenschaftskommunikation

Publikation:
Aliya C. Nauroth-Kreß, Simon Weiner, Lea Hölzli, Thomas Kampf, György A. Homola, Mirko Pham, Philip Kollmannsberger, Magnus Schindehütte. Automated segmentation of the dorsal root ganglia in MRI. NeuroImage, Volume 311, 2025, 121189. ISSN: 1053-8119. doi.org/10.1016/j.neuroimage.2025.121189
 

Würzburg. Das Immunsystem eines Neugeborenen unterscheidet sich deutlich von dem eines Erwachsenen. Während Erwachsene über ein ausgereiftes, hoch spezialisiertes Immunsystem verfügen, ist das Immunsystem von Neugeborenen vor allem auf die angeborene Immunabwehr angewiesen, die noch nicht die Fähigkeit hat, starke Entzündungsreaktionen einzuleiten. Ob dies ein Nachteil ist oder eine sinnvolle Schutzmaßnahme und beispielsweise das Risiko einer Neugeborenen-Sepsis senkt, ist bislang ungeklärt. Die Sepsis ist weltweit immer noch eine der häufigsten Todesursachen bei Neugeborenen. 

Einen wichtigen Beitrag, um das Sepsisrisiko besser zu verstehen und möglicherweise neue Schutzmaßnahmen für Neugeborene zu entwickeln, hat jetzt Prof. Dr. Dorothee Viemann, Leiterin der Translationalen Pädiatrie am Universitätsklinikum Würzburg (UKW), gemeinsam mit Forschenden der Universitätsmedizin Würzburg, Hannover, Bonn, Braunschweig und Lübeck veröffentlicht. Ihre Studie charakterisiert erstmals die immunmetabolischen Anpassungsprozesse von Blutmonozyten bei gesunden Neugeborenen, Säuglingen und Kindern. Blutmonozyten sind Teil des angeborenen Immunsystems und bilden damit die erste Verteidigungslinie gegen Infektionen.

Stoffwechsel von Immunzellen verändert sich mit dem Alter - von der oxidativen Phosphorylierung zur Glykolyse

In der Studie, die in der renommierten Fachzeitschrift Nature Communications publiziert wurde, zeigte das Team, dass sich die Stoffwechselaktivität von neugeborenen und erwachsenen angeborenen Immunzellen stark unterscheidet. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler fanden heraus, dass die Blutmonozyten von Neugeborenen mehr Energie produzieren als die von Erwachsenen. Blutmonozyten machen bis zu acht Prozent der weißen Blutzellen (Leukozyten) aus und zirkulieren ein bis drei Tage im Blut, bevor sie ins Gewebe einwandern und sich dort weiterentwickeln. 

Um ihre Immunzellen reifen zu lassen nutzen Neugeborene verstärkt die oxidative Phosphorylierung. Dabei wird in den Mitochondrien, den "Kraftwerken" der Zellen, aus Nährstoffen Energie gewonnen und das Molekül ATP (Adenosintriphosphat) produziert, das die Zellen für alle wichtigen Funktionen benötigen. Mit zunehmendem Alter wechselt dieser Stoffwechsel allmählich auf die Glykolyse um, eine andere Art der Energiegewinnung, die stärkere Entzündungsreaktionen ermöglicht. 

Stoffwechsel wird durch Umwelt beeinflusst und kann durch ketogene Ernährung nicht zurückgesetzt werden

Die Forschenden entdeckten, dass erst durch den Kontakt mit der Umwelt, insbesondere mit Mikroben wie Bakterien und Viren, das Immunsystem von Neugeborenen trainiert wird. Die Umweltexposition führt dazu, dass sich der Stoffwechsel neonataler Monozyten allmählich verändert und sich dem von Erwachsenen annähert. Interessanterweise konnte eine ketogene Diät, also eine fettreiche, kohlenhydratarme Ernährung, die den natürlichen Stoffwechselzustand von Neugeborenen nachahmt, den ursprünglichen Stoffwechsel dieser Immunzellen nicht wiederherstellen. Das bedeutet, dass der Stoffwechsel von Monozyten durch die Umwelt beeinflusst wird und nicht einfach durch eine spezielle Ernährung zurückgesetzt werden kann. 

Verminderte glykolytische Aktivität ist nicht für Infektanfälligkeit verantwortlich

Mit ihrer Arbeit lösen die Forschenden ein altes Paradigma ab. Denn bisher wurde postuliert, dass die reduzierte Fähigkeit von Neugeborenen, durch Glykolyse Energie zu gewinnen, die Ursache für verminderte Entzündungsreaktionen und damit verantwortlich für die Infektanfälligkeit von Neugeborenen sei. Die umfassend charakterisierten und identifizierten immunmetabolischen Eigenschaften des angeborenen Immunsystems deuten dagegen darauf hin, dass eine vorzeitige Aktivierung der Glykolyse bei Neugeborenen das Risiko für schwere Sepsisverläufe erhöhen würde, da es inflammatorische Reaktionen schürt aber nicht die notwendige Energie für weitere erforderliche Zelldifferenzierungsvorgänge liefert. Viemann appelliert: „Die Behandlung von Neugeborenen im Sinne einer Förderung glykolytischer Stoffwechselprozesse sollte vermieden werden, um überschießende Entzündungsreaktionen zu verhindern und immunologische Reifungsprozesse nicht zu stören.“

Der nächste Schritt wäre, die Analysemethoden in Geburtskohortenstudien zu integrieren. Auf diese Weise könnte es gelingen, klinische und demographische Faktoren zu ermitteln, die die Stoffwechselaktivität von Neugeborenen signifikant beeinflussen. Spannend wäre es auch, so Viemann, die Untersuchungen auf andere Zelltypen des Immunsystems auszudehnen.

Unterstützung durch Eltern, Technologien und Fördermittel 

„Die umfassende Identifizierung und Charakterisierung immunmetabolischer Eigenschaften des angeborenen Immunsystems war durch die Anwendung neuester Technologien möglich, vor allem aber durch die Bereitschaft der Eltern gesunder Neugeborener, Säuglinge und Kleinkinder, an der Studie teilzunehmen“, sagt Dorothee Viemann. 

Ferner wurde die Arbeit maßgeblich durch Stipendien des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) und der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) unterstützt sowie im Rahmen des SFB 1583/1 (DECIDE), TRR 359 (PILOT) und der Exzellenzstrategie der DFG Deutschland - EXC 2155 (RESIST) gefördert.

Publikation: 
Greta Ehlers, Annika Marie Tödtmann, Lisa Holsten, Maike Willers, Julia Heckmann, Jennifer Schöning, Maximilian Richter, Anna Sophie Heinemann, Sabine Pirr, Alexander Heinz, Christian Dopfer, Kristian Händler, Matthias Becker, Johanna Büchel, Achim Wöckel, Constantin von Kaisenberg, Gesine Hansen, Karsten Hiller, Joachim L. Schultze, Christoph Härtel, Wolfgang Kastenmüller, Martin Vaeth, Thomas Ulas & Dorothee Viemann. Oxidative phosphorylation is a key feature of neonatal monocyte immunometabolism promoting myeloid differentiation after birth. Nat Commun 16, 2239 (2025). https://doi.org/10.1038/s41467-025-57357-w

Text: KL / Wissenschaftskommunikation

Würzburg. Schon wieder Schnupfen? Hals-, Kopf- und Gliederschmerzen? Sie wollen nur noch schlafen? Erkältungen, grippale Infekte und COVID-19-Viren halten sich nicht an den Kalender und machen keine Sommerpause. Sie schlagen auch zu, wenn die Sonne scheint. Wer die Atemwegsinfektion im Keim ersticken und sein Umfeld schützen will, dem könnte möglicherweise ein neues Nasenspray helfen, dessen Sicherheit und Wirksamkeit derzeit in der europaweiten Studie ECRAID-Prime untersucht wird. Insgesamt acht europäische Länder nehmen an der von der EU geförderten Plattform-Studie teil. Für Deutschland führt das Institut für Allgemeinmedizin des Universitätsklinikums Würzburg (UKW) die Studie durch. 

Auswirkungen von Atemwegserkrankungen auf Gesundheit des Einzelnen und der Bevölkerung verringern

ECRAID steht für European Clinical Research Alliance on Infectious Diseases. Ziel dieses länderübergreifenden Forschungsnetzwerks ist es, die Auswirkungen von Atemwegserkrankungen auf die Gesundheit des Einzelnen und der Bevölkerung zu verringern. Erkältungskrankheiten gehören zu den häufigsten Ursachen für Krankschreibungen. Die Bundesanstalt für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin (BAuA) schätzte die volkswirtschaftlichen Produktionsausfälle durch Arbeitsunfähigkeit im Jahr 2023 auf insgesamt 128 Milliarden Euro.

Stickstoffmonoxid-Nasenspray tötet Viren lokal ab, bevor sie sich im Körper ausbreiten können

ECRAID-Prime ist Europas erste Plattformstudie zur Sicherheit und Wirksamkeit von neuen Therapiemethoden der Atemwegsinfektionen in der Primärversorgung. Untersucht wird zunächst ein Nasenspray (NS), das eine geringe Dosis von Stickstoffmonoxid (NO) freisetzt. NO hat antimikrobielle Eigenschaften und kann verschiedene Krankheitserreger, einschließlich Viren, bekämpfen. Das Spray, abgekürzt NONS, soll Viren in den oberen Atemwegen eliminieren, bevor sie sich im Körper ausbreiten können. Eine vorhergehende Studie konnte zeigen, dass NONS die Viruslast in der Nase schneller reduzieren kann als ein Placebo.

Mindestens ein respiratorisches und ein systemisches Symptom

An der ECRAID-Prime-Studie können Personen ab 18 teilnehmen, die seit maximal drei Tagen Symptome einer Atemwegsinfektion haben. „Die Studienteilnehmenden sollten sowohl ein respiratorisches Symptom wie Husten, Halsschmerzen, Schnupfen oder Kurzatmigkeit, als auch ein systemisches Symptom wie Fieber, Kopf- oder Gliederschmerzen, Müdigkeit, Geschmacks- oder Geruchsverlust haben“, erklärt Maike Ermster, Studienassistentin am Institut für Allgemeinmedizin in Würzburg. 

Das Studienteam arbeitet bei der Rekrutierung der Teilnehmerinnen und Teilnehmer eng mit niedergelassenen Hausärztinnen und Hausärzten in Würzburg und Umgebung zusammen. Interessierte können sich für weitere Informationen aber auch an das Studienteam wenden, per E-Mail unter ECRAID-Prime@ ukw.de oder telefonisch über 0931/201-47818 bzw. 0931/201-47802 (9 bis 17 Uhr). 

Hausbesuch vom Studienteam 

„Da wir die Patientinnen und Patienten für den Studieneinschluss meist noch am selben Tag zu Hause besuchen, sollten die Studienteilnehmenden in Würzburg oder Umgebung wohnen“, betont Studienarzt Nicolas Schwager. Nach der Aufklärung und Einwilligung erfolgt die Randomisierung. Das heißt, die Studienteilnehmenden werden nach dem Zufallsprinzip der Versuchsgruppe mit NONS (6 x am Tag über 7 Tage), der Vergleichsgruppe mit Kochsalz-Nasenspray oder einer dritten Gruppe ohne spezifische Anwendung zugeordnet. In allen Gruppen ist jedoch die so genannte „usual care“ erlaubt, also eine übliche Behandlung mit Schmerztabletten, Dampfbädern oder Ähnlichem. Alle Gruppen werden außerdem gebeten, ein Tagebuch zu führen und regelmäßig Nasenabstriche zu machen, die eingefroren und später vom Studienteam gesammelt werden. 

„Unsere bisherigen Studienteilnehmerinnen und -teilnehmer haben in allen drei Gruppen sehr gut mitgemacht, auch diejenigen ohne Nasenspray waren hoch motiviert, unsere Forschung zu unterstützen. Denn ohne diese Gruppe hätten wir keine validen Ergebnisse,“ sagt Maike Ermster. Das Team freut sich sowohl über weitere rekrutierende Hausarztpraxen als auch über direkte Kontakte zu studieninteressierten Patientinnen und Patienten. 

Schlüssel zur Eindämmung von Infektionskrankheiten liegt im schnellen Handeln direkt dort, wo sie entstehen: in der Gemeinschaft 

„Sollte ECRAID-Prime belegen, dass NONS die Genesung beschleunigen und die Verbreitung von Viren verringern kann, wäre ein weiterer wichtiger Schritt getan, um künftige Erkältungs- und Grippewellen frühzeitig einzudämmen“, verdeutlicht Nicolas Schwager. „Je schneller wir dort handeln, wo die Infektionskrankheiten entstehen, nämlich direkt in der Gemeinschaft, desto besser können wir zukünftigen Ausbrüchen zuvorkommen.“

Link zur Studie am Institut für Allgemeinmedizin: ECRAID-Prime - Institut für Allgemeinmedizin

Text: KL / Wissenschaftskommunikation

Würzburg. Migräne ist nicht nur schmerzhaft, sondern beeinträchtigt auch das familiäre, soziale und berufliche Leben. Nach Angaben der Weltgesundheitsorganisation (WHO) zählt der halbseitige Kopfschmerz, der mit vielfältigen Begleitsymptomen einhergeht, zu den zehn häufigsten Ursachen für Arbeitsunfähigkeit. Weltweit ist etwa jeder siebte Mensch von regelmäßigen Migräneattacken betroffen. Die meisten leiden jedoch leise. Schätzungsweise jeder Zweite behandelt seine Migräne selbst, anstatt professionelle Hilfe in Anspruch zu nehmen. Viele kennen die Faktoren oder Situationen, die möglicherweise die Migräneattacke auslösen und versuchen diese so genannten Trigger zu vermeiden. Solche Vermeidungsstrategien können jedoch langfristig zu einer zunehmenden Sensibilisierung des Gehirns und einer erhöhten Empfindlichkeit führen, was stärkere und häufigere Migräneattacken zur Folge hat. 

„Statt Trigger komplett zu vermeiden, was im Alltag oft auch gar nicht möglich ist, empfiehlt sich daher eine Triggerbewältigung, bei dem sich die Betroffenen den Triggern von Zeit zu Zeit bewusst aussetzen“, sagt Prof. Dr. Claudia Sommer. Die Oberärztin an der Neurologischen Klinik und Poliklinik des Universitätsklinikums Würzburg (UKW) leitet gemeinsam mit Prof. Dr. Andrea Kübler im Rahmen des von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) geförderten Graduiertenkollegs 2660 das Projekt „Approach and avoidance behaviour in pain management“ – Konfrontations- und Vermeidungsverhalten zur Bewältigung von chronischen Schmerzen. 

Gehirnwellen gezielt steuern für bessern Umgang mit Migränetriggern

In der Migränetrigger-Interventionsstudie untersucht Claudia Sommer derzeit mit ihrem Team, ob eine Intervention mit Neurofeedback den Betroffenen helfen kann, besser mit ihren persönlichen Migräne-Triggern umzugehen. „Neurofeedback ist ein Verfahren, das auf dem Prinzip der Neuroplastizität basiert, also der Fähigkeit des Gehirns, sich durch Training zu verändern und anzupassen“, erklärt Morgane Paternoster. Die Doktorandin der Neurologie leitet die Neurofeedback-Studie gemeinsam mit dem Doktoranden Sebastian Evers. „Mit Hilfe eines Elektroenzephalogramms (EEG) werden die Gehirnströme in Echtzeit auf einem Bildschirm sichtbar gemacht. Das heißt, wir bekommen ein direktes Feedback zur Gehirnaktivität, die durch gezieltes Training beeinflusst und reguliert werden kann“, so Paternoster. 
Die an Migräne erkrankten Studienteilnehmerinnen und Studienteilnehmer kommen für insgesamt sechs bis acht Neurofeedback-Sitzungen innerhalb von drei Wochen in das Psychologiegebäude der Universität Würzburg in der Nähe des Hauptbahnhofs. Vor und nach der Interventionsphase findet eine so genannte Baseline-Untersuchung in der Kopfklinik des UKW mit neurologischen, neurobiologischen und Verhaltenstests sowie einer Blutentnahme und einer EEG-Analyse statt.

Teilnehmerinnen und Teilnehmer mit und ohne Migräne gesucht

„Wer unsere Forschung unterstützen und dazu beitragen möchte, Migräne besser zu verstehen und in Zukunft besser behandeln zu können, ist herzlich eingeladen, an unserer Studie teilzunehmen. Wir suchen noch Teilnehmerinnen und Teilnehmer mit Migräne, aber auch ohne Migräne oder Kopfschmerzerkrankung, um unsere Messungen vergleichen zu können“, teilt Sebastian Evers mit. Für die so genannte Kontrollgruppe ist lediglich ein zwei- bis dreistündiger Termin mit Blutentnahme und EEG-Messungen in Ruhe und während Verhaltenstests erforderlich. Für den Zeitaufwand erhalten alle Studienteilnehmenden eine Aufwandsentschädigung: gesunde Personen ohne Migräne oder Kopfschmerzerkrankung in der Kontrollgruppe 25 Euro, Personen mit Migräne in der Interventionsgruppe bis zu 200 Euro.

Kriterien für den Studieneinschluss, Anmeldung und Kontakt

Ob gesund oder krank: Die Probandinnen und Probanden sollten mindestens 18 Jahre alt sein, nicht schwanger und weder farbenblind noch schwerhörig sein, nicht unter weiteren neurologischen Erkrankungen und unter Bluthochdruck leiden und derzeit keine Psychostimulanzien oder Antidepressiva einnehmen. 

Anmeldung: https://patientenportal.ukw.de – Fachbereich „Neurologie-Studien“ – Sektion wählen und bei Termintyp Fallgruppe oder Kontrollgruppe auswählen. 

Kontakt:
Morgane Paternoster, paternoste_m@ukw.de, Telefon: 0931 / 201 23741
Sebastian Evers, Evers_S@ukw.de, Telefon: 0931 / 3189618
 

Würzburg. „Es war eine sehr intensive Zeit, aber auch eine ganz besondere Erfahrung“, sagt Prof. Dr. Martin Fassnacht über seine Tour als „Visiting Professor“ durch das Vereinigte Königreich (UK) vom 1. bis 11. März. Die Society for Endocrinology (SfE) hatte den Leiter des Lehrstuhls für Endokrinologie und Diabetologie am Universitätsklinikum Würzburg (UKW) eingeladen, fünf endokrinologische Zentren in Großbritannien - Glasgow, Manchester, Birmingham, Oxford und London - zu besuchen und abschließend einen Plenarvortrag auf dem Kongress der British Endocrine Society (SfE BES 2025) in Harrogate zu halten. Diese Auszeichnung ist zugleich der Hauptpreis der endokrinologischen Fachgesellschaft. Der mit 8.000 Euro dotierte „Clinical Endocrinology Journal Foundation Visiting Professor Award“ wird einmal im Jahr an einen herausragenden ausländischen Endokrinologen verliehen. Eine aktive Bewerbung ist nicht möglich, eine Jury wählt aus.

Kontakte und Kollaborationen 

Neben dem Preisgeld gewann Martin Fassnacht auf seiner Reise viele Kontakte. „Ich habe sehr viele interessante Forscherinnen und Forscher, darunter auch zahlreiche Nachwuchskräfte, neu oder besser kennen gelernt und die Kontakte zu den jeweiligen Zentren ausgebaut“. berichtet Martin Fassnacht. Er ist überzeugt, dass sich aus seinem Besuch das eine oder andere gemeinsame Forschungsprojekt entwickeln wird. An jedem Standort gab es jeweils ein wissenschaftliches Symposium, bei dem Martin Fassnacht einen seiner Vorträge zu unterschiedlichen Aspekten von Nebennierentumoren hielt, den sich die Zentren jeweils auswählen durften. „Zusätzlich gab es Beiträge der lokalen Wissenschaftler und Kliniker sowie anschließend immer auch Gelegenheit zu Gruppen- und Einzelgesprächen, in denen es entweder um die Beratung von Nachwuchswissenschaftlern oder um die Diskussion von Forschungsprojekten ging“, so Fassnacht. 
Der Facharzt für Innere Medizin, Endokrinologie und Diabetologie wurde Anfang 2014 zum Professor an der Universität Würzburg ernannt. Seine Forschungsschwerpunkte sind endokrine Tumoren, Hypophysen- und Nebennierenerkrankungen sowie Adipositas. Er leitete mehrere nationale und internationale Leitliniengremien, war Hauptprüfer mehrerer Phase II und III Studien zu Nebennierentumoren und ist Autor von mehr als 300 Publikationen. 

Plenarvortrag zum Management des Phäochromozytoms und Paraganglioms

In seinem Plenarvortrag beim SfE BES 2025 am 10. März gab Martin Fassnacht ein Update zur Behandlung des Phäochromozytoms und des Paraganglioms. Paragangliome sind Stresshormon-produzierende Tumoren, die im Bauch-, Brust- und Kopf-Hals-Bereich auftreten können. Wenn sie in der Nebenniere entstehen, werden sie Phäochromozytome genannt. Diese Tumoren sind selten, meist gutartig und gut behandelbar. Die bösartigen Tumorvarianten sind dagegen sehr aggressiv. Die mittlere 5-Jahres-Überlebensrate der Patientinnen und Patienten liegt bei 45 Prozent. Eine wirksame Standardtherapie gab es bisher nicht. Doch die FIRST-MAPP-Studie (First International Randomised Study in MAlignant Progressive Phaeochromocytoma and Paraganglioma), die vom Institut Gustave Roussy in Paris und vom UKW organisiert worden war und die im vergangenen Jahr in The Lancet veröffentlicht wurde, lieferte erstmals den Nachweis, dass der Multityrosinkinasehemmer Sunitinib eine wichtige neue Therapieoption darstellt (Pressemeldung vom 23.02.2024). Diese aber auch andere bisher unpublizierte Daten, unter anderem zu Temozolomid, präsentierte Martin Fassnacht vor dem vollen Auditorium in Harrogate. 
 

Würzburg. Pilzinfektionen sind weltweit auf dem Vormarsch. Laut einer Studie der Manchester Fungal Infection Group infizierten sich im Jahr 2022 rund 6,5 Millionen Menschen mit einem krankheitserregenden Pilz, rund 3,8 Millionen starben an den Folgen - fast doppelt so viele wie noch 2012. Selbst mit Medikamenten, so genannten Antimykotika, liegt die Sterblichkeit bei einer invasiven Infektion mit dem Schimmelpilz Aspergillus fumigatus bei bis zu 85 Prozent. Da resistente Pilzstämme zunehmen, wird die Behandlung immer schwieriger und neue Therapien werden dringend benötigt. Ein Team der Universitätsmedizin Würzburg fand jetzt eine vielversprechende Strategie gegen Pilzinfektionen. 

RNAi in Kombination mit optimierter Verabreichungstechnologie 

Um den Schimmelpilz Aspergillus fumigatus gezielt anzugreifen kombinierten die Forschenden einen so genannten RNAi-Ansatz mit einer optimierten Verabreichungstechnologie aus der Nanomedizin. Ribonukleinsäure (RNA) spielt eine zentrale Rolle bei der Umsetzung der genetischen Information. Die RNA-Interferenz (RNAi) ist eine Art Genschalter, bei dem RNA-Moleküle wie small interfering RNA (siRNA) oder microRNA (miRNA) gezielt bestimmte Gene ausschalten. 

„Unsere Studie knüpft an die Entdeckung der RNA-Interferenz an, für die 2006 der Nobelpreis für Medizin verliehen wurde. Während siRNA-Therapien bereits gegen genetische Erkrankungen eingesetzt werden, ist unsere Arbeit die erste erfolgreiche Anwendung dieser Technologie gegen einen humanpathogenen Pilz in Infektionsmodellen. Die genetischen Unterschiede zwischen Pilz und Mensch bieten hier einzigartige therapeutische Möglichkeiten“, erklärt Erstautorin Dr. Yidong Yu vom Zentrum für Experimentelle Molekulare Medizin (ZEMM) und der Medizinischen Klinik und Poliklinik II des Universitätsklinikums Würzburg (UKW). 

Technologischer Durchbruch in der Pilzbekämpfung

Eine der größten Herausforderungen war es, die siRNA so zu verpacken, dass sie die dicke Zellwand des Pilzes durchdringt. „Der Trick bestand darin, anionische Liposomen mit geringen Mengen des Antipilzmittels Amphotericin B zu kombinieren“, berichtet Ko-Erstautorin Theresa Vogel über ihre Doktorarbeit. Anionische Liposomen sind winzige Fettbläschen mit einer negativen Ladung. Amphotericin ist ein bewährtes Medikament gegen Pilzinfektionen, das die Zellwände des Pilzes durchlässiger macht, so dass die siRNA besser in die Pilzzellen eindringen kann, um gezielt drei wichtige Gene zu hemmen, die für das Wachstum des Pilzes notwendig sind. Das Konzept entwickelten die Wissenschaftlerinnen in enger Zusammenarbeit mit Dr. Krystyna Albrecht und Prof. Jürgen Groll vom Institut für Funktionswerkstoffe der Medizin und der Zahnheilheilkunde (FMZ) am UKW, die verschiedene Nanopartikel-Strategien testeten, bis der Durchbruch gelang. 

Neue Wege in der Forschung: Insektenlarven statt Mäuse

Ein weiterer innovativer Aspekt der Studie ist der Einsatz von Insektenlarven anstelle von Mäusen als Infektionsmodell, um Tierversuche in Säugetieren zu reduzieren. „Diese Arbeit zeigt, wie interdisziplinäre Zusammenarbeit innovative Lösungsansätze in der Nanomedizin ermöglicht“, betont Ko-Seniorautorin Krystyna Albrecht. Yidong Yu wurde übrigens für ihre herausragende Forschung mit einem renommierten zweijährigen Stipendium der Japan Society for the Promotion of Science (JSPS) ausgezeichnet, das über die Alexander von Humboldt-Stiftung vermittelt wird, um ihre Arbeit in einer weltweit führenden Forschungsgruppe zu Seidenraupen fortzusetzen.

Pilzinfektionen und Resistenzen gegen gängige Antimykotika nehmen zu

„Die Ergebnisse unserer Studie zeigen, dass diese Methode das Pilzwachstum stark reduziert und belegen erstmals die Wirksamkeit von siRNA als Mittel gegen Pilzinfektionen beim Menschen“, fasst Seniorautor Prof. Andreas Beilhack von der Medizinischen Klinik und Poliklinik II des UKW zusammen. „Die Studie ist von besonderer Bedeutung, da Infektionen mit Aspergillus fumigatus weltweit zunehmen und Resistenzen gegen gängige Antimykotika immer häufiger auftreten. Die siRNA-Strategie könnte nicht nur gegen Aspergillus fumigatus, sondern auch gegen andere gefährliche Pilzerreger eingesetzt werden.“

Die Studie wurde von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) im Rahmen der Forschungskonsortien „FungiNet“ (SFB/TRR 124) und „Biofabrikation“ (SFB/TRR 255) gefördert und in der Fachzeitschrift Nanoscale veröffentlicht. In der Printausgabe wird die wegweisende Forschung auf dem Einband hervorgehoben – ein Beleg für die wissenschaftliche Relevanz der Studie und ihr Potenzial, die Behandlung lebensbedrohlicher Pilzinfektionen nachhaltig zu verändern.

Publikation:
Yu Y, Vogel T, Hirsch S, Groll J, Albrecht K, Beilhack A. Enhanced antifungal activity of siRNA-loaded anionic liposomes against the human pathogenic fungus Aspergillus fumigatus. Nanoscale. 2025 Mar 24;17(12):7002-7007. doi: 10.1039/d4nr03225j. PMID: 39508295.

PDF der Publikation mit Back-Cover. 

Text: Andreas Beilhack und Kirstin Linkamp
 

Würzburg. Mehr als 100.000 Menschen in Deutschland sind von einer Muskelkrankheit betroffen. Im Volksmund spricht man oft von Muskelschwund, denn die Abnahme der Muskelmasse ist ein wesentliches Symptom der neuromusklären Erkrankungen, von denen es etwa 800 verschiedene Formen gibt. Da diese oft progressiv verlaufen, schwerwiegend und derzeit nicht heilbar sind, kommt der Forschung im neuromuskulären Bereich eine enorme Bedeutung zu. 
Die Förderung der Forschung war daher vor 60 Jahren der Auslöser für die Gründung der Deutschen Gesellschaft für Muskelkranke e.V. (DGM). Mit dem Felix-Jerusalem-Preis zeichnet die DGM beispielsweise junge Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler für Verdienste bei der Erforschung von Pathomechanismen und für objektiv nachvollziehbare Therapieerfolge bei allen Formen neuromuskulärer Erkrankungen aus.
Auf dem diesjährigen DGM-Kongress in Gießen erhielt der Naturwissenschaftler Dr. Patrick Lüningschrör vom Institut für Klinische Neurobiologie am Uniklinikum Würzburg (UKW) am 20. März 2025 den ersten mit 7.500 Euro dotierten Felix-Jerusalem-Preis.

In seiner Studie „Plekhg5 controls the unconventional secretion of Sod1 by presynaptic secretory autophagy“, die in Nature Communications veröffentlicht wurde, konnte Patrick Lüningschrör zusammen mit einem internationalen Team einen unerwarteten pathophysiologischen Mechanismus aufklären, der Nervenzellen vor Schäden schützt. „Wir konnten zeigen, dass der Guanin-Austauschfaktor PLEHG5 die unkonventionelle Sekretion von SOD1 vermittelt. Dieser Mechanismus verhindert, dass sich SOD1 intrazellulär anreichert und zu einer neuronalen Dysfunktion führt“, erklärt Patrick Lüningschrör.

Unerwartete Zusammenarbeit von zwei Proteinen bei Erkrankungen des Motoneurons

Das Überraschende und Interessante an dieser von der DFG und dem BMBF geförderten Studie sei das Zusammenspiel zweier Proteine – SOD1 und PLEKGHG5 - die mit unterschiedlichen Erkrankungen des Motoneurons in Verbindung gebracht werden.

Fehlgefaltete Proteine wie die mutierte Form des Enzyms Superoxid-Dismutase 1 (SOD1) spielen zum Beispiel eine zentrale Rolle bei der familiären Form der Amyotrophen Lateralsklerose (ALS). Und Mutationen in PLEKHG5 sind die Ursache für verschiedene Formen von Motoneuronerkrankungen, die das untere, spinale Motoneuron betreffen. Motoneurone sind die Nerven, deren Impulse die Muskeln in Aktion versetzen.

Ohne PLEKGH5 häuft sich SOD1 in den Nervenzellen an, was zur ALS beitragen kann

Normalerweise werden Proteine von speziellen Zellstrukturen, den Lysosomen, abgebaut. Da SOD1 jedoch sehr stabil ist und dazu neigt toxische Aggregate zu bilden, ist es sehr wichtig, dieses Protein effizient aus den Axonfortsätzen, den langen Ausläufern der Nervenzellen, zu entfernen. „Fehlt das Protein PLEKHG5, bleibt SOD1 in der Zelle stecken und sammelt sich an - ähnlich wie Müll, der nicht entsorgt werden kann und sich stapelt“, beschreibt Patrick Lüningschrör die Entdeckung. Das bedeutet: Eine gestörte Entsorgung von SOD1 kann zur ALS beitragen. „Deshalb ist das Zusammentreffen dieser beiden Proteine in einem gemeinsamen pathophysiologischen Mechanismus klinisch hoch relevant und eröffnet neue therapeutische Ansatzpunkte“, sagt Patrick Lüningschrör.

Erweiterung der Behandlungsmöglichkeiten für größere Patientengruppe

„Kürzlich wurde zum Beispiel mit Toferesen eine effektive Therapie für ALS-Patienten mit SOD1 Mutationen entwickelt. Aufgrund der Erkenntnisse von Lüningschrör und seinem Team gibt es erste Überlegungen, dieses Medikament unter Umständen auch für betroffene Patienten mit PLEKHG5 Mutationen einzusetzen.

In den nächsten Schritten will das Team die gewonnenen Erkenntnisse transnational weiterverfolgen und in präklinischen Studien untersuchen, ob die Akkumulationen von SOD1 tatsächlich die Ursache der PLEKHG5-assozierten Erkrankungen sind. Aus zellbiologischer Perspektive wäre es Lüningschrör zufolge sehr spannend weiter aufzuschlüsseln, wie SOD1 erkannt wird, um aus der Zelle ausgeschleust zu werden.

Publikation: Hutchings AJ, Hambrecht B, Veh A, Giridhar NJ, Zare A, Angerer C, Ohnesorge T, Schenke M, Selvaraj BT, Chandran S, Sterneckert J, Petri S, Seeger B, Briese M, Stigloher C, Bischler T, Hermann A, Damme M, Sendtner M, Lüningschrör P. Plekhg5 controls the unconventional secretion of Sod1 by presynaptic secretory autophagy. Nat Commun. 2024 Oct 4;15(1):8622. doi: 10.1038/s41467-024-52875-5. PMID: 39366938; PMCID: PMC11452647.

Text: KL / Wissenschaftskommunikation