News aus der Forschung

Strahlkraft für die Krebsforschung: BZKF stärkt Würzburger Leuchtturm „Präklinische Modelle“

KNAPP EINE MILLION EURO FÜR DIE ZWEITE FÖRDERPHASE UND DEN AUSBAU STANDORTÜBERGREIFENDER TUMORMODELL-DATENBANKEN

Das Leuchtturmprojekt „Präklinische Modelle“ wird seit zwei Jahren vom Bayerischen Zentrum für Krebsforschung (BZKF) gefördert. Unter der Leitung von Prof. Dr. Nicolas Schlegel, Inhaber des Lehrstuhls für Experimentelle Viszeralchirurgie am Uniklinikum Würzburg, wurden in dieser Zeit zwei standortübergreifende Datenbanken mit Organoid-Modellen und Tiermodellen verschiedener Tumorentitäten aufgebaut. Das Ergebnis hat das BZKF überzeugt, sodass es den Leuchtturm in der zweiten Förderphase mit weiteren 980.000 Euro fördert. In den nächsten zwei Jahren sollen die Datenbanken auf einer Plattform zusammengeführt werden, um die Verfügbarkeit präklinischer Modelle an allen sechs BZKF-Standorten noch sichtbarer zu machen. Darüber hinaus sollen die bürokratische Genehmigungsprozesse verbessert und Testmodelle für die Validierung von Zielstrukturen etabliert werden.

 

Schwarz-weiß-Aufnahmen von drei verschiedenen Organoiden
Organoid aus gesundem Gewebe (links), aus einem Darmpolypen (Mitte) sowie rechts ein Tumor-Organoid aus dem Gewebe eines Patienten mit kolorektalem Karzinom. © UKW
Die vier Forschenden stehen in weißen Laborkitteln an einem gläsernen Geländer und stützen sich ab.
Das Team des BZKF-Leuchtturms Präklinische Modelle am UKW v.l.n.r. Sprecher Prof. Dr. Nicolas Schlegel (Sprecher), Anne Rech (Organoid-Datenbank), Dr. Mahasen Saati (Präklinische Tiermodelle), Prof. Dr. Christoph Otto (stellvertretender Sprecher). Nicht auf dem Bild ist Prof. Gabriele Büchel © Ulrich Bender
Der Mediziner steht in weißem Kittel mit verschränkten Armen im Flur des Zentrums für Operative Medizin
Prof. Dr. Nicolas Schlegel, Inhaber des Lehrstuhls für Experimentelle Viszeralchirurgie am UKW, ist Sprecher des BZKF-Leuchtturms „Präklinische Modelle“. © Ulrich Bender

Würzburg. Leuchttürme dienen der Orientierung und Sicherheit, sie haben Strahlkraft und stehen für Zuversicht. All dies trifft auch auf die Leuchtturmprojekte des Bayerischen Zentrums für Krebsforschung (BZKF) zu. Sie setzen sichtbare Impulse und weisen der innovativen Krebsforschung in Bayern den Weg nach vorn. An jedem der sechs BZKF-Standorte gibt es einen solchen Leuchtturm, der sich auf die spezifischen Stärken des jeweiligen Standorts fokussiert. Dadurch wird vorhandene Expertise genutzt, gebündelt und gezielt ausgebaut. 

Datenbanken umfassen inzwischen rund 150 humane Organoid-Modelle verschiedener Tumorentitäten sowie knapp 40 Tierversuchsmodelle

Am Uniklinikum Würzburg (UKW), in der Klinik und Poliklinik für Allgemein-, Viszeral-, Transplantations-, Gefäß- und Kinderchirurgie (Chirurgie I), liegt die Expertise unter anderem auf der Organoid-Technologie. Mithilfe von Organoiden können Krankheitsmechanismen verstanden und neuartige Therapieansätze getestet werden.

Daher wurde vor zwei Jahren hier der BZKF-Leuchtturm „Präklinische Modelle“ unter der Planung von Prof. Dr. Armin Wiegering aufgestellt. Nach dessen Wechsel nach Frankfurt am Main übernahm Prof. Dr. Nicolas Schlegel, Inhaber des Lehrstuhls für Experimentelle Viszeralchirurgie am UKW, die Sprecherfunktion. Gemeinsam mit seinem Team bestehend aus Prof. Dr. Christoph Otto, Anne Rech, Dr. Mahasen Saati sowie Prof. Dr. Gabriele Büchel von der Universität Würzburg, konnte er in der ersten Förderperiode zwei standortübergreifende Datenbanken aufbauen: die Organoid-Datenbank mit inzwischen rund 150 Ex-Vivo-Modellen verschiedener Tumorentitäten sowie die Datenbank für In-Vivo-Modelle mit derzeit knapp 40 onkologischen Tierversuchsmodellen.

BZKF bewilligt 980.000 Euro für die zweite Förderperiode

Der intensive Arbeitsaufwand in dieser kurzen Zeit hat das BZKF überzeugt. Die zweite Förderphase wurde bewilligt. „Ein enormer Erfolg!“, freut sich Nicolas Schlegel. Mit der maximal möglichen Fördersumme von insgesamt 980.000 Euro will das Team in den nächsten zwei Jahren die Verfügbarkeit präklinischer Modelle an allen sechs BZKF-Standorten sichtbarer machen. Hierzu sollen die Datenbanken optimiert und auf einer Plattform zusammengeführt werden. Ein weiteres wichtiges Ziel ist es, die Einheit zur Validierung vielversprechender therapeutischer Zielstrukturen so weiter auszubauen, dass eine schnellere Übersetzung von Grundlagenforschung in die klinische Anwendung erreicht wird. 

Doppelstrukturen vermeiden und Synergieeffekte schaffen

„Präklinische Modelle sind für die medizinische Forschung unverzichtbar – sowohl für den Weg aus der Grundlagenforschung in die Klinik als auch zurück, also Translation Forward und Reverse“, sagt Nicolas Schlegel. Doch es ist sehr aufwändig, solche Modelle zu entwickeln. Damit nicht jede Gruppe alles immer wieder neu etablieren muss, informieren Datenbanken darüber, welche Modelle wo vorgehalten werden und wer für die Durchführung der Experimente kontaktiert werden kann. Dadurch sollen Doppelstrukturen vermieden und Synergieeffekte geschaffen werden. Ein wichtiges Ziel hierbei ist, die Zahl der Tierversuche im Sinne des 3R-Prinzips zu reduzieren (reduce), zu ersetzen (replace) und zu verbessern (refine). Dies kann nur durch eine optimale Planung erreicht werden.

Datenbanken miteinander verknüpfen, um die gesamte Translation abzubilden

„Nachdem wir die beiden Datenbanken auf der webbasierten Plattform REDCap aufgebaut und für jede Tumorentität eine eigene Eingabemaske entwickelt haben, wollen wir im nächsten Schritt die Dateneingabe und Abfrage noch intuitiver gestalten und alle Modelle zusammenführen. Damit soll die gesamte Translation auf einer Plattform in logischem Zusammenhang abgebildet werden“, berichtet Nicolas Schlegel und nennt zwei Beispiele. „Wir haben ein Organoid aus Gewebespenden eines Patienten, das bestimmte Mutationen aufweist. Über die Datenbank könnten wir ein passendes Tiermodell mit der humanen Veränderung assoziieren. Aus diesem Tiermodell könnten wir auch murine Organoid-Modelle entwickeln. Dieses passt zum humanen Modell und reduziert Tierversuche. Ähnlich verfahren wir, wenn wir in Zellkulturexperimenten eine interessante Zielstruktur entdecken: Zunächst wird diese in einem Organoid auf ihre Wirksamkeit getestet und im nächsten Schritt gegebenenfalls im Tiermodell angewandt, bevor sie für die Anwendung am Menschen weiterentwickelt werden kann. Diese komplexen Schritte zu vereinfachen, ist das Ziel der Datenbank."

Abbau von bürokratischen Hürden in der Versuchsplanung

Leider kann noch nicht gänzlich auf Tierversuche verzichtet werden, vor allem, wenn es darum geht, die Komplexität eines gesamten Organismus im Zusammenhang zwischen immunologischen Prozessen und Tumorentstehung abzubilden. Doch trotz des hohen Niveaus der Versuche sind die bürokratischen Hürden, neue Dinge weiterzuentwickeln, häufig noch höher. Das erschwert den internationalen Wettbewerb, gefährdet Karrieren und treibt junge Talente aus der akademischen Forschung in die Industrie, gibt Nicolas Schlegel zu bedenken. „Ein Ziel ist deshalb, die Genehmigungsprozesse zu verbessern, indem wir Protokolle detailliert abbilden, Anträge standardisieren und Tierversuchsvorhaben harmonisieren“, erklärt er und verweist auf andere Bundesländer, in denen die Standardisierung gut gelinge. 

Vereinfachung der Target-Validierung 

Einen weiteren wichtigen Schwerpunkt im Leuchtturmprojekt verfolgt Prof. Dr. Gabriele Büchel vom Lehrstuhl für Biochemie und Molekularbiologie. Die Professorin für Dynamik zellulärer Proteinkomplexe versucht, bisher unzugängliche Zielstrukturen in Tumorzellen mit einer neuen Klasse von Arzneistoffen zu adressieren. Diese können krankmachende Proteine im Körper gezielt abbauen. 

In der Onkologie versucht man normalerweise, diese krankheitsauslösenden Proteine zu hemmen, beispielsweise indem ihre enzymatische Aktivität blockiert wird. Im neuen Ansatz werden die Proteine jedoch komplett aus der Zelle entfernt, indem man ihren Abbau einleitet. Dies erfolgt mithilfe des zellulären Mülleimersystems, dem Proteasom. Damit die Proteine gezielt zum Proteasom gelangen, werden sie mit sogenannten PROTACs (Proteolysis Targeting Chimeras) markiert. Allerdings müssen die PROTACs für jedes Zielprotein individuell hergestellt werden, was sehr aufwendig und zeitintensiv ist. Deshalb entwickelt Gabriele Büchel derzeit ein Modellsystem, mit dem geprüft werden kann, ob ein Protein tatsächlich therapeutisch vielversprechend ist und es sich lohnt, im nächsten Schritt ein teures PROTAC zu entwickeln. „Mithilfe dieses vereinfachten und effizienten Forschungsmodells können neue Therapie-Zielstrukturen getestet werden, ohne dass sofort komplexe Wirkstoffe hergestellt werden müssen“, fasst Nicolas Schlegel zusammen.

Je mehr sich registrieren, desto besser wird das Netzwerk und letztlich die Forschung

„Je mehr Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler sich registrieren und ihre Modelle verfügbar machen, desto besser wird natürlich das Netzwerk und letztlich auch die Forschung im gesamten BZKF“, sagt Schlegel und nimmt Skeptikerinnen und Skeptikern gleich eine Sorge: „Es gibt Transfer-Agreement-Sheets, in denen vertraglich geregelt wird, was genau mit dem Organoid gemacht werden darf.“ Die Datenbank soll andererseits auch bei der Recherche helfen. Schlegels Wunsch ist es, dass Personen innerhalb und außerhalb des BZKF-Netzwerks, die zu einer Tumorentität Fragestellungen beantworten möchten, zuerst die Datenbank nutzen, um sich einen Überblick über die Verfügbarkeit humaner Organoid- und Tiermodelle zu verschaffen. Dadurch würde erheblich Zeit und Geld gespart, da nicht alles immer selbst entwickelt werden müsste.

Ein Kontaktformular für die Registrierung gibt es auf der Webseite des Lehrstuhls für Experimentelle Viszeralchirurgie.

Über die Leuchtturmstrukturen des BZKF
Die Leuchtturmstrukturen sind die Grundlage für komplexe Weiterentwicklungen in den jeweiligen Bereichen. Sie übernehmen Servicefunktionen für das gesamte BZKF. Durch den Austausch von Proben und die Zuweisung von Patientinnen und Patienten mit besonderen Fragestellungen an die jeweils hochspezialisierte Stelle wird eine optimale Diagnostik und Therapie ermöglicht und es werden schnellere Fortschritte in den jeweiligen Bereichen erzielt. Diese Fortschritte kommen wiederum allen zugute. Die Leuchtturmstrukturen und die standortübergreifende Nutzung ihrer Expertise sichern die internationale Exzellenz und die bayernweite Teilhabe sowie die Verbesserung der Versorgung der Patientinnen und Patienten im BZKF. Weitere Informationen finden Sie unter: bzkf.de/standortspezifische-leuchttuerme

Text: Kirstin Linkamp / Wissenschaftskommunikation UKW

Schwarz-weiß-Aufnahmen von drei verschiedenen Organoiden
Organoid aus gesundem Gewebe (links), aus einem Darmpolypen (Mitte) sowie rechts ein Tumor-Organoid aus dem Gewebe eines Patienten mit kolorektalem Karzinom. © UKW
Die vier Forschenden stehen in weißen Laborkitteln an einem gläsernen Geländer und stützen sich ab.
Das Team des BZKF-Leuchtturms Präklinische Modelle am UKW v.l.n.r. Sprecher Prof. Dr. Nicolas Schlegel (Sprecher), Anne Rech (Organoid-Datenbank), Dr. Mahasen Saati (Präklinische Tiermodelle), Prof. Dr. Christoph Otto (stellvertretender Sprecher). Nicht auf dem Bild ist Prof. Gabriele Büchel © Ulrich Bender
Der Mediziner steht in weißem Kittel mit verschränkten Armen im Flur des Zentrums für Operative Medizin
Prof. Dr. Nicolas Schlegel, Inhaber des Lehrstuhls für Experimentelle Viszeralchirurgie am UKW, ist Sprecher des BZKF-Leuchtturms „Präklinische Modelle“. © Ulrich Bender

Neue Wege mit eMPG: Digitale Medizinprodukteeinweisung für Mitarbeitende

Auf der Plattform „lernen.ukw.de“ sind bereits 50 Einweisungsvideos freigeschaltet

Die beiden Ärzte stehen in blauer Arbeitskluft rechts und links von Anna Kellersmann, daneben ein medizinisches Gerät.
Matthias Nothhaft (links), Anna Kellersmann und Chris Speicher entwickelten in der Klinik und Poliklinik für Anästhesiologie, Intensivmedizin, Notfallmedizin und Schmerztherapie eine digitale Medizinprodukteeinweisung für Mitarbeitende. © Anna Kellersmann / UKW
Screenshot der Lernplattform mit einigen der Geräte, für die es nun Einweisungsvideos gibt.
Auf der Plattform „lernen.ukw.de“ sind bereits Einweisungsvideos mit Kontrollfragen für 50 der insgesamt 120 einweisungspflichtigen Geräte der Medizinproduktklassen I–III am UKW freigeschaltet.

Ob Beatmungsgeräte, Infusionspumpen, EKG-Systeme oder Patientenmonitore – all diese Medizinprodukte werden im Klinikalltag eingesetzt und erfordern eine fachkundige Schulung, damit sie sicher und korrekt verwendet werden können. Um die Patientensicherheit zu gewährleisten und das Klinikpersonal vor Anwendungsfehlern zu schützen, sind fachgerechte Einweisungen sogar gesetzlich vorgeschrieben. In vielen Häusern laufen die Schulungen jedoch noch analog, aufwendig und wenig standardisiert ab, was einen hohen organisatorischen Aufwand bedeutet und die Dokumentation anfällig für Lücken macht. 

„Trotz der zunehmenden Digitalisierung in der Medizin – etwa durch Telemedizin, digitale Narkoseprotokolle oder elektronische Patientenakten – gab es für Geräteeinweisungen bisher keine innovativen Lösungen unter Einsatz von hybriden Videoformaten“, schildert Dr. Matthias Nothhaft. Dies hat der Funktionsoberarzt der von Prof. Patrick Meybohm geleiteten Klinik und Poliklinik für Anästhesiologie, Intensivmedizin, Notfallmedizin und Schmerztherapie am Uniklinikum Würzburg (UKW) nun geändert. Gemeinsam mit Dr. Chris Speicher und einer Arbeitsgruppe der Anästhesie entwickelte er ein digitales Konzept zur Einweisung in Medizinprodukte: eMPG. Das Konzept stellte das Team bereits im E-Journal AINS Anästhesiologie - Intensivmedizin - Notfallmedizin - Schmerztherapie vor (DOI: 10.1055/a-2219-0043). 

Für 50 der 120 einweisungspflichtigen Geräte der Medizinproduktklassen I–III am UKW gibt es inzwischen Einweisungsvideos mit Kontrollfragen

Am UKW gibt es rund 120 einweisungspflichtige Medizinprodukte der Klassen I–III. Im Bereich der Anästhesiologie, Intensivmedizin, Notfallmedizin und Schmerztherapie sind es etwa 80 Geräte. Für 50 dieser Geräte hat das Team gemeinsam mit der UKW-Videografin Anna Kellersmann inzwischen Einweisungsvideos in standardisiertem Design produziert. Die Videos stehen allen Mitarbeitenden auf der Online-Lernplattform „lernen.ukw.de“ zur digitalen Geräteeinweisung zur Verfügung. 

Zeitlich flexibel, örtlich ungebunden und jederzeit erneut abrufbar

„Der Vorteil der zeitlich flexiblen und ortsunabhängigen Teilnahme an Geräteeinweisungen liegt auf der Hand“, sagt Nothhaft. Ferner können die Videos jederzeit erneut angesehen werden, sodass auch nach längeren Pausen, wie beispielsweise der Elternzeit, der Einstieg erleichtert wird. Es gibt außerdem immer eine Kontaktperson vor Ort, die für weitere Fragen zur Verfügung steht und auf Wunsch Details am Gerät nochmals erläutert. Durch das Beantworten von Kontrollfragen nach dem Einweisungsvideo kann zudem die Qualität der Einweisung sichergestellt und der Lernerfolg überprüft werden. 

Nach dem Bestehen der Lernerfolgskontrolle erfolgt Eintrag in den Gerätepass

Nachdem sich die Anwenderinnen und Anwender das Video angeschaut, alle dazugehörigen Fragen korrekt beantwortet und sich mit der Bedienung des Geräts vertraut gemacht haben, können sie online bestätigen, dass sie eingewiesen wurden und aktuell keine weiteren Fragen zum Gerät haben. 

„Das ermöglicht eine digitale Dokumentation und Kontrolle darüber, wer in welches Medizinprodukt eingewiesen wurde. Zudem ergeben sich Hinweise, wo Nachschulungsbedarf besteht“, berichtet Matthias Nothhaft. Nach dem erfolgreichen Anschauen des Videos und Bestehen der Lernerfolgskontrolle wird automatisch ein entsprechender Eintrag im Gerätepass im Krankenhausinformationssystem vorgenommen. „Bislang war das Feedback ausschließlich positiv“, freut sich Dr. Chris Speicher, Assistenzarzt in der Anästhesiologie und Co-Koordinator des Projekts. In einem nächsten Schritt sollen schrittweise weitere Geräte der Kinderklinik und der Medizinischen Klinik I im Rahmen von eMPG digitalisiert werden. Zusätzlich wird ein Ausrollkonzept vorbereitet, sodass zukünftig auch weitere Krankenhäuser von der innovativen Lösung profitieren können.

Publikation: Alina Hügel, Chris Speicher, Patrick Meybohm, Matthias Nothhaft. eMPG – die digitale Medizinprodukteeinweisung in der Zukunft. Anästhesiol Intensivmed Notfallmed Schmerzther 2024; 59(10): 575-585. DOI: 10.1055/a-2219-0043

Die beiden Ärzte stehen in blauer Arbeitskluft rechts und links von Anna Kellersmann, daneben ein medizinisches Gerät.
Matthias Nothhaft (links), Anna Kellersmann und Chris Speicher entwickelten in der Klinik und Poliklinik für Anästhesiologie, Intensivmedizin, Notfallmedizin und Schmerztherapie eine digitale Medizinprodukteeinweisung für Mitarbeitende. © Anna Kellersmann / UKW
Screenshot der Lernplattform mit einigen der Geräte, für die es nun Einweisungsvideos gibt.
Auf der Plattform „lernen.ukw.de“ sind bereits Einweisungsvideos mit Kontrollfragen für 50 der insgesamt 120 einweisungspflichtigen Geräte der Medizinproduktklassen I–III am UKW freigeschaltet.

Sieben hartnäckige Alternativen zur evidenzbasierten Lehre

SATIRISCHER BEITRAG IM BMJ CHRISTMAS ISSUE BELEUCHTET REALITÄT DER MEDIZINISCHEN AUSBILDUNG

Die evidenzbasierte medizinische Ausbildung gilt als Goldstandard, doch der akademische Alltag sieht oft anders aus. In ihrer aktuellen Publikation „Seven alternatives to evidence-based medical education“, erschienen in der Weihnachtsausgabe des British Medical Journal, zeigen Sabine Drossard, Anja Härtl und Johanna Büchel mit einem Augenzwinkern, wie Medizin in der Praxis tatsächlich gelehrt wird. Die Bandbreite reicht dabei von traditionsbasierten Mammutvorlesungen und anekdotenreichen Erzählformaten aus der klinischen Vergangenheit über selbstreferenzielle Forschungspräsentationen bis hin zu Unterhaltungs-, Zufriedenheits-, Immersions- und Selbstständigkeits-basierten Lehransätzen.

 

Collage: Oben links die Illustration von Lehrsituation im Hörsaal (Monitor zeigt einen Chirurgen mit Zebra vor Röntgenbild mit Brustbein und Rippen), rechts ein Bild der Würzburger Autorinnen auf der Alten Mainbrücke mit Weinglas in den Händen.
Sabine Drossard (links) und Johanna Büchel (rechts) werfen gemeinsam mit Anja Härtl vom Uniklinikum Augsburg einen satirischen Blick auf bemerkenswert hartnäckige Lehrstile im Medizinstudium. Ihr Artikel “Seven Alternatives to Evidence-Based Medical Education” ist in der Christmas Issue des British Medical Journals erschienen und wurde illustriert von Rowena Sheehan.

Würzburg. Medizin und Wissenschaft sind zweifellos ernsthafte und verantwortungsvolle Bereiche. In der jährlichen Weihnachtsausgabe des British Medical Journals (BMJ) ist jedoch Humor ausdrücklich erwünscht. „Das BMJ Christmas Issue bewegt sich bewusst an der Schnittstelle zwischen wissenschaftlicher Reflexion und satirischer Zuspitzung. Die Beiträge werden in der Regel als Meinungsartikel mit klarer inhaltlicher Botschaft verstanden“, sagt Dr. Sabine Drossard. Die Fachärztin für Kinderchirurgie vom Uniklinikum Würzburg (UKW) hat gemeinsam mit ihrer Kollegin Dr. Johanna Büchel von der Frauenklinik sowie Anja Härtl vom Uniklinikum Augsburg mit einem Artikel den Sprung in die beliebte Sonderausgabe des Fachjournals geschafft. „Die Auswahl der Artikel ist sehr kompetitiv, nur ein sehr kleiner Teil der Manuskripte wird zur Publikation angenommen“, so Büchel. Ihr satirischer Blick auf bemerkenswert hartnäckige Lehrstile ist eine augenzwinkernde Liebeserklärung an das Medizinstudium und seine Eigenheiten: “Seven Alternatives to Evidence-Based Medical Education

Idealerweise sollten Lehrmethoden auf solider didaktischer Forschung und bewährten pädagogischen Prinzipien beruhen. Der akademische Alltag sieht jedoch häufig anders aus und begünstigt weniger strukturierte, stärker persönlichkeitsgetriebene Ansätze. Um diese Diskrepanz besser zu verstehen, haben die drei Autorinnen Kolleginnen und Kollegen gefragt, wie sie ihre Lehre gestalten, wenn bildungswissenschaftliche Evidenz oder geschützte Lehrzeit fehlen. Auf Grundlage dieser Einblicke sowie ihrer eigenen Erfahrungen in der akademischen Welt präsentieren sie eine Taxonomie von sieben Lehrmethoden und beleuchten deren Schwächen, Stärken und das gelegentliche Körnchen Weisheit. 

Traditionsbasiert: „So haben wir das schon immer gemacht“

Die traditionsbewusste Lehrperson perfektioniert ihr Handwerk seit Jahrzehnten – kein didaktisches Rahmenwerk kann mit dieser Erfahrung konkurrieren. Ihr bevorzugtes Instrument ist die Vorlesung, ein ununterbrochener Monolog, begleitet von 200 Folien voller dichter Texte, unverständlicher Flussdiagramme und gelegentlich eines Renaissance-Gemäldes. Perfekt für Studierende, die lange Nickerchen lieben. Nachteil: Die Wissenschaft entwickelt sich weiter, Traditionen nicht.

Anekdotenbasiert: „Einmal, während meiner Assistenzzeit …“

Die von erfahrenen Klinikerinnen und Klinikern bevorzugte anekdotenbasierte Methode besteht aus dramatischen Geschichten über mysteriöse Fieber, spektakuläre Reanimationen und seltene „Zebras“, die unerwartet in der Notaufnahme auftauchten. Spontane Abschweifungen mitten in der Vorlesung sorgen für ein fesselndes, wenn auch chaotisches Lernerlebnis. Die Folge: Studierende diagnostizieren zehn Fälle eines seltenen Syndroms, bevor sie Streptokokken erkennen.

Selbstreferenzbasiert: „Lassen Sie uns über meine neueste Publikation sprechen“

Weltklasse-Forscherinnen und -Forscher, die seit den 1990er-Jahren kein Stethoskop mehr benutzt haben, verwandeln jede Vorlesung in einen ausgedehnten Journal Club über ihre eigene Arbeit. Klinisches Wissen tritt hinter Zitationszahlen zurück. Eine einzelne Abbildung aus einem Nature-Artikel rechtfertigt 60 Folien – oder der Fachartikel wird direkt vorgelesen. Der Stoff ist so hochaktuell, dass niemand – inklusive der Lehrperson – weiß, wie er praktisch angewendet werden kann.

Unterhaltungsbasiert: „Bedürfnisse der Studierenden sollten der pädagogischen Kreativität nie im Weg stehen“

Die unterhaltungsorientierten Lehrenden beeindrucken durch ihr Charisma und den exzessiven Einsatz von Medien. Sie erheben die medizinische Lehre zur Performancekunst – mit Requisiten, Rollenspielen und - bei den Fortgeschrittenen unter ihnen - sogar Ausdruckstanz. Das führt zwar dazu, dass die Vorlesung unvergesslich bleibt, der Inhalt wird jedoch umso schneller vergessen. 

Zufriedenheitsbasiert: „Gute Lehre ist das, was Studierenden gefällt“

Bei der zufriedenheitsbasierten Lehre steht die Maximierung des studentischen Glücks im Mittelpunkt. Inhalte werden so angepasst, dass kognitive Überforderung oder wahrgenommene Schwierigkeit vermieden werden. Die Verdaulichkeit des Unterrichts ist wichtiger als die erworbene Kompetenz. Die Qualität eines Kurses bemisst sich in Pizzastücken und überschwänglichen Bewertungen. Alles ist darauf ausgerichtet, das studentische Wohlbefinden zu maximieren – unabhängig vom tatsächlichen Lernerfolg. 

Immersionsbasiert: „In der Praxis werdet ihr es schon lernen“

Der immersionsbasierte Lehrstil beruht auf der Annahme, dass Studierende allein durch die bloße Exposition gegenüber dem klinischen Alltag irgendwann Wissen aufnehmen – ähnlich einem Teebeutel, den man nur lange genug im heißen Wasser ziehen lassen muss. Mit minimaler Anleitung werden sie in klinische Settings „geworfen“, wo sie beobachten und mithelfen sollen, in der Hoffnung, dass Kompetenz auf beinahe magische Weise von selbst entsteht.

Nicht selten wird dieses Vorgehen als „Aufbau von Autonomie“ etikettiert; tatsächlich erinnert es jedoch eher an eine pädagogische Form der natürlichen Selektion. Besonders vorteilhaft ist der Ansatz dort, wo eine dünne Personaldecke, klinische Anforderungen, wissenschaftliche Deadlines und der Studierendenunterricht miteinander um die begrenzte Zeit der Lehrenden konkurrieren.

Unabhängigkeitsbasiert: „Gute Frage. Warum googeln Sie das nicht?“

Beim Selbstständigkeits-basierten Lernen sollen Studierende sich Wissen selbst aneignen - häufig jedoch, ohne über die notwendigen Recherchekompetenzen zu verfügen. So wird das Medizinstudium zu einem Do-it-yourself-Projekt. Peer-Teaching ist die Standardstrategie und „Blended Learning” wird zum Euphemismus für die Auslagerung der Lehre an charismatische TikTok-Ärzte, die mit Hashtags und Tanzchoreografien unterrichten. Soziale Medien und KI-Tools liefern schnellen Zugang zu riesigen Mengen an Informationen – und Desinformationen. Kein Wunder, wenn später unklar ist, ob ein Patient Diabetes oder Tollwut hat. 

Bewusst persiflierende und überspitzte Darstellung 

„Mit unserem Beitrag wollen wir keinesfalls Lehrende bloßstellen oder Inhalte trivialisieren. Vielmehr wollen wir durch humorvolle Zuspitzung auf reale strukturelle und kulturelle Defizite in der medizinischen Lehre aufmerksam machen, zum Nachdenken anregen und einen niedrigschwelligen Zugang zu einer wichtigen fachlichen Diskussion eröffnen“, betonen Büchel und Drossard. Die Autorinnen haben sich über das Mentoring Med Peer-Programm der Universität kennengelernt. Beide haben einen Master of Medical Education und beschäftigen sich wissenschaftlich mit Medizindidaktik. Mit ihrem Artikel wollen sie dazu beitragen, langfristig eine konstruktive Weiterentwicklung der Lehr- und Ausbildungskultur zu fördern. „Und vielleicht können tatsächlich ein paar Vintage-PowerPoint-Folien zugunsten von etwas Ansprechenderem in den Ruhestand geschickt werden“, gibt Sabine Drossard schmunzelnd zu bedenken.

Interessenkonflikt

Die Autorinnen räumen ein, im Laufe ihrer Lehrtätigkeit selbst zeitweise auf eine oder mehrere dieser Methoden zurückgegriffen zu haben.

Publikation
Sabine Drossard, Anja Härtl, Johanna Büchel. Seven alternatives to evidence based medical education: an exploration of how we actually teach. BMJ 2025;391:r2551 http://doi.org/10.1136/bmj.r2551

Collage: Oben links die Illustration von Lehrsituation im Hörsaal (Monitor zeigt einen Chirurgen mit Zebra vor Röntgenbild mit Brustbein und Rippen), rechts ein Bild der Würzburger Autorinnen auf der Alten Mainbrücke mit Weinglas in den Händen.
Sabine Drossard (links) und Johanna Büchel (rechts) werfen gemeinsam mit Anja Härtl vom Uniklinikum Augsburg einen satirischen Blick auf bemerkenswert hartnäckige Lehrstile im Medizinstudium. Ihr Artikel “Seven Alternatives to Evidence-Based Medical Education” ist in der Christmas Issue des British Medical Journals erschienen und wurde illustriert von Rowena Sheehan.

Vom Schmierzettel im Würzburger Steakhaus zur Millionenförderung

Nicolas Schlegel über den neuen Sonderforschungsbereich, der aufdecken will, wie Desmosomen wichtige Epithelfunktionen sowohl bei Gesundheit als auch bei Krankheit regulieren / Würzburger Fokus liegt auf entzündlichen Darmerkrankungen

Porträt von Nicolas Schlegel im weißen Kittel mit verschränkten Armen im Flur des Zentrums für Operative Medizin
Prof. Dr. Nicolas Schlegel ist Inhaber des Lehrstuhls für Experimentelle Viszeralchirurgie am Uniklinikum Würzburg und Standortsprecher des SFB/Transregio DEFINE © Ulrich Bender
Collage mit 37 Porträts der Personen, die im SFB/TRR forschen, in der Mitte sind die drei Standortsprecher etwas größer abgebildet.
Der neue SFB/Transregio DEFINE ist eine Kooperation der Universitäten Marburg, LMU München und Würzburg und wird geleitet von Nicolas Schlegel, Michael Hertl und Jens Waschke (größere Porträts in der Mitte von links nach rechts). © SFB/TRR DEFINE
Im Zentrum von DEFINE stehen Erkrankungen, die mit einer Fehlfunktion von Desmosomen in Verbindung stehen. Links sind die blasenbildende Hauterkrankung Pemphigus (oben) und die entzündete Schleimhaut bei chronisch-entzündlichen Darmerkrankungen (unten) zu sehen. Diese Erkrankungen dienen als Modell, um die Funktionen des Desmosoms in den verschiedenen Geweben zu verstehen. Desmosomen sind generell für die Zell-Zell-Adhäsion, die Barriere-Regulation, die Interaktion mit dem Immunsystem und die Regeneration von Geweben von Bedeutung. Das Fernziel besteht darin, neue Zielstrukturen zur spezifischen Stabilisierung der epithelialen Integrität als neue Therapieansätze zu identifizieren. Das Schema in der Mitte zeigt, wie die Membranproteine Desmoglein und Desmocollin, die hier wie grüne und dunkelrote „Perlenketten“ dargestellt sind, die Zellen außen zusammenhalten. Die in hell- und dunkelgrün abgebildeten „Kügelchen“ stellen die Plakoglobin- und Plakophilin-Koppelung im Innern der Zelle dar. Das blau gefärbte Desmoplakin verankert den Komplex schließlich an den dunkelblau abgebildeten Filamenten des Zellskeletts. © SFB/TRR DEFINE

Die Universitätsmedizin Würzburg darf sich gemeinsam mit der Universität Marburg und der LMU München über die Bewilligung des neuen Sonderforschungsgereich Transregio „Desmosomal dysfunction in epithelial barriers” (DEFINE) freuen. Die Deutsche Forschungsgemeinschaft DFG fördert den SFB TRR von 2026 bis 2029 mit voraussichtlich rund 14 Millionen Euro. Im Mittelpunkt stehen Desmosomen. Diese Proteinstrukturen vernetzen Zellen an den Grenzflächen des Körpers miteinander und tragen so zur Bildung von Barrieren im Körper bei. Funktionierende Barrieren in der Haut und im Darm sind lebenswichtig, sodass bei deren Fehlfunktionen schwerwiegende Erkrankungen wie die lebensgefährliche Autoimmunkrankheit der Haut Pemphigus vulgaris, chronisch-entzündliche Darmerkrankungen sowie Entzündungen der Speiseröhre (eosinophile Ösophagitis) entstehen. Die Forschenden haben mit dem SFB nun die Möglichkeit, das noch sehr begrenzte Wissen über die Regulation von Epithelbarrieren bei Gesundheit und Krankheit deutlich zu erweitern und neuartige therapeutische Strategien gegen die drei genannten Krankheiten zu entwickeln.

Ein Interview mit dem Standortsprecher in Würzburg, Professor Nicolas Schlegel, Lehrstuhlinhaber für Experimentelle Viszeralchirurgie und Sektionsleiter Endokrine Chirurgie an der Klinik für Chirurgie I des Universitätsklinikums.

Herr Schlegel, herzlichen Glückwunsch zum neuen SFB/TRR DEFINE. Beteiligt sind die Universitätsstandorte Marburg, München und Würzburg. Wer hatte denn die Idee zu diesem Verbundprojekt? 

Die Idee kam um die Weihnachtszeit 2021 in einem Steak-Restaurant in Würzburg, als ich mich mit Jens Waschke zu unserem regelmäßigen Austausch traf. Jens hatte in Würzburg den Lehrstuhl für Anatomie und Zellbiologie inne, bevor er 2011 den Ruf der LMU München auf den Lehrstuhl für vegetative Anatomie annahm. Wir arbeiten schon sehr lange zusammen und hatten ein Projekt im von der DFG geförderten Schwerpunktprogramm SPP 1782. Dabei hatten wir uns bereits eingehend damit beschäftigt, wie Zellen in Geweben über Desmosomen miteinander kommunizieren und auf Belastungen reagieren und wie Veränderungen dieser Desmosomen die Stabilität und Barrierefunktion des Gewebes beeinflussen. Wir überlegten, wie wir unsere Forschung nach dem Auslaufen des Programms fortsetzen und einen Schritt weiterkommen könnten.

Und da dachten Sie sich, wenn es jemals einen Sonderforschungsbereich zu diesem Thema geben kann, dann jetzt. Wie kam Michael Hertl, Direktor der Hautklinik des Universitätsklinikums Gießen und Marburg dazu?

Jens Waschke und Michael Hertl leiteten gemeinsam die DFG-Forschungsgruppe Pegasus, in dem sie das Krankheitsbild Pemphigus vulgaris untersuchten. Dabei handelt es sich um eine seltene, potenziell lebensbedrohliche Autoimmunerkrankung von Haut und Schleimhäuten. Bei ihrer Entstehung spielen Desmosomen in der Haut eine entscheidende Rolle. Diese werden nämlich fälschlicherweise von Antikörpern der eigenen Immunzellen angegriffen. 

Sie konzentrieren sich jedoch auf die Desmosomen, die bei entzündlichen Darmerkrankungen eine Rolle spielen. Sie haben maßgeblich zur Entdeckung beigetragen. Wie passt das zusammen? 

Wir fanden die Idee interessant, die Erkrankung der Haut, über die man bereits viel weiß, den Desmosomenveränderungen im Darm, über die noch nicht so viel bekannt ist, gegenüberzustellen. Was ist im Darm anders als in der Haut? Gibt es gemeinsame Nenner? Was sind gewebespezifische und was sind allgemeine Eigenschaften? Noch im Steakhaus haben wir einen Schmierzettel erstellt, Arbeitsgruppenleiter überlegt und die Idee an Michael Hertl herangetragen. Der war sofort Feuer und Flamme.

Wie ging es mit dem Projektantrag weiter – von der Idee bis zur Umsetzung? 

Wir lernten uns kennen, erstellten ein Konzept und luden im Juli 2022 alle potenziellen Projektleiter zu einem zweitägigen Treffen ein. Im Herbst reichten wir die erste Skizze ein. Nach der Begutachtung fand im Juli 2023 das erste Beratungsgespräch statt, in dem wir positives Feedback zur wissenschaftlichen Fragestellung erhielten. Wir mussten jedoch noch einige strukturelle Aspekte nachschärfen, zum Beispiel die Nachwuchsförderung, sowie wissenschaftliche Details zur Qualitätssicherung. Im Herbst 2023 gaben wir die überarbeitete Skizze ab. Im Juli 2024 fand das zweite Beratungsgespräch statt, bei dem die Gutachter uns mit einem sehr positiven Feedback bedachten. Nachdem unser Projekt im November 2024 durch den Senat gegangen war, wurden wir zur Einreichung des Vollantrags aufgefordert. Das heißt, wir hatten bis Juni 2025 Zeit, einen 400 Seiten starken Projektantrag zu erstellen und einzureichen. Im September 2025 erfolgte in Marburg zunächst die Begutachtung des allgemeinen Konzepts, dann der Zentralprojekte und schließlich der Einzelprojekte. Das war mit großer Anspannung und extrem viel Vorbereitung verbunden. Aber wir sind sehr gut bewertet worden. Im November kam schließlich und zur großen Freude die offizielle Bewilligung durch die DFG.

Ein Alleinstellungsmerkmal ist, dass dieser SFB derzeit der einzige in Deutschland ist, der maßgeblich unter chirurgischer Federführung entstand. 

Das Besondere ist, dass wir nicht nur ein solches grundlagenwissenschaftliches Projekt zu diesem speziellen Thema unter chirurgischer Federführung entwickelt haben, sondern dass auch sechs Projektleiter aus der Würzburger Chirurgie involviert sind. Sie sind alle in der Klinik aktiv und arbeiten als Clinician Scientists.

Die Interdisziplinarität des Projekts wurde besonders betont und gelobt. Es wurden viele unterschiedliche Fächer zusammengebracht. Welche Disziplinen sind denn konkret involviert? 

Das ist es, was aus unserer Sicht den SFB ausmacht. Wir haben Expertinnen und Experten aus ganz unterschiedlichen Fächern zusammengebracht, die sonst nicht so eng miteinander arbeiten. Neben der Chirurgie und Dermatologie sind beispielsweise auch die Pädiatrie, Gastroenterologie und Kardiologie vertreten. Die klinische Expertise wird durch Zellbiologie und Immunologie ergänzt. Auch Biophysiker sind dabei, die uns dabei helfen, grundlegende Aspekte von Epithelzellen zu verstehen. Unser Ziel ist es, diese Riesenbrücke vom Einzelmolekül in die Klinik zu schlagen. Das ist unsere Perspektive für die nächsten zwölf Jahre.

Der SFB kann maximal zweimal um jeweils vier Jahre verlängert werden. Bei jeder Verlängerung soll die Projektleitung wechseln. Sind damit alle drei Standorte gleichberechtigt?

Ja, wir verstehen uns als Team und arbeiten auf Augenhöhe. Die Leitung haben wir nach Alter bestimmt. Michael ist der älteste von uns drei Sprechern und hat deshalb in der ersten Förderperiode den Lead. In der zweiten Phase, die hoffentlich gefördert wird, soll Jens Waschke als Zweitältester die Leitung übernehmen. Ich als Jüngster würde dann in der dritten Periode den Lead haben.

Kommen wir nun zum Würzburger Schwerpunkt, den chronischen Darmentzündungen. Welche klinischen Symptome haben die Betroffenen?

Die Patienten haben schwere Durchfälle, bis zu zehn am Tag, die teilweise blutig sein können. Sie leiden unter Bauchkrämpfen und Gewichtsabnahme, betroffene Kinder zudem unter Gedeihstörungen. Eine langjährige Entzündung kann sich zudem zu Darmkrebs entwickeln. Von der Krankheit sind etwa 10 bis 15 von 100.000 Personen betroffen, wobei chronische Darmentzündungen vor allem in der westlichen Welt stetig zunehmen. Man geht davon aus, dass das Epithel durch Umweltfaktoren und den westlichen Lebensstil, insbesondere das Ernährungsverhalten und die damit einhergehenden Veränderungen des Darmmikrobioms, beeinflusst wird.

Laien stellen sich vor, dass ein Viszeralchirurg den entzündeten Abschnitt des Darms entfernt. Im Projekt geht es jedoch nicht nur um die chirurgische Therapie. Worum geht es konkret?

Eine Störung der Darmepithelbarriere ist ein zentraler Grund dafür, dass Patienten überhaupt erst krank werden. Dies ist ein Problem, das wir bisher nicht therapeutisch adressieren können. Wir können zwar den entzündeten Darmabschnitt herausoperieren und Medikamente geben, die das Immunsystem unterdrücken. Diese Medikamente wirken jedoch nur bei 50 bis 60 Prozent der Betroffenen und haben darüber hinaus starke Nebenwirkungen. Wenn wir aber in der Lage sind, das Darmepithel über das Verständnis der Funktion von Desmosomen und allem, was damit zusammenhängt, zu stabilisieren und die Entzündung einzudämmen, könnten wir diese möglicherweise durch eine zusätzliche Therapie in den Griff bekommen.

Kurz zur Begriffserklärung. Was ist die Darmepithelbarriere?

Die Darmepithelbarriere ist eine Zellschicht, die die Innenseite des Darms auskleidet. Sie verhindert, dass die zahlreichen Bakterien, die normalerweise im Darm leben, in den Körper gelangen. Dieser Vorgang wird als Translokation bezeichnet. Verändert sich die Darmflora oder gewinnen krankheitserregende Keime überhand, kann es zu einer Störung des Darmepithels kommen. Dies kann wiederum dazu führen, dass solche Translokationen stattfinden und schwerwiegende Entzündungen im Darm ausgelöst werden. Die Dichtigkeit des Darmepithels ist also von entscheidender Bedeutung. Sie wird durch zwei Komponenten gewährleistet: die Epithelzelle selbst und die Zell-Zell-Kontakte. Und daran arbeiten wir.

Welche Rolle spielen hier die Desmosomen? 

Die Desmosomen gehören zu den Verbindungen, mit denen sich die Epithelzellen gegenseitig festhalten und somit für eine gewisse Stabilität sorgen. Daneben gibt es noch die Tight Junctions, die vor allem dafür zuständig sind, den schmalen Raum zwischen den Zellen abzudichten, sodass nichts hindurchgelangen kann. 

Den Desmosomen schrieb man viele Jahre lang eine Art Kleberfunktion zu. In den vergangenen Jahren hat sich jedoch gezeigt, dass sie neben dieser Funktion viele Prozesse im Epithel regulieren und die Regeneration des Darmepithels sowie die Differenzierung von Zellen beeinflussen. Sie ermöglichen überhaupt erst, dass Tight Junctions das Darmepithel abdichten.

Die Desmosomen scheinen also eine Art Schlüsselfunktion für die Aufrechterhaltung der Darmbarriere zu haben. 

Richtig. Wenn wir diese Schlüsselfunktion genau verstehen, können wir hoffentlich spezifische Therapien entwickeln, die die Darmepithelbarriere stabilisieren. Bislang wissen wir, dass dies über Transmembranproteine, die sogenannten Desmogleine, calciumabhängig im Zwischenzellraum geschieht. Diese Proteine greifen wie kleine Ärmchen zwischen den Zellmembranen ineinander und verbinden die Zellen. Innen in der Zelle sind diese Verbindungen an Plaque-Proteine gekoppelt. Diese leiten einerseits Signale weiter und koppeln andererseits die Verbindung an das innere Zellskelett, wodurch die Zelle besonders stabil wird und das Gewebe widerstandsfähig ist. 

Bei Entzündungen sind diese Desmosomen wesentlich herunterreguliert. Wir wollen herausfinden, aus welchen Gründen sie verschwinden und welchen Krankheitswert es tatsächlich hat, wenn Desmosomen nicht mehr vorhanden sind. Unsere Ergebnisse können wir dann gegebenenfalls auch auf andere Erkrankungen übertragen, bei denen Desmosomen eine Rolle spielen. 

Können Sie Beispiel nennen, wie und mit wem sie das herausfinden wollen? 

Unsere Projektleiter haben sich auf verschiedene Untereinheiten dieser Desmosomen fokussiert und untersuchen zellbiologische Aspekte mit verschiedenen Modellen - an Organoiden, Tiermodellen und Knock-out-Modellen. Mit Benjamin Misselwitz aus München haben wir beispielsweise einen weiteren Darmexperten an Bord. Er ist Professor für chronisch-entzündliche Darmerkrankungen in der Gastroenterologie und unter anderem in einem Zentralprojekt dafür zuständig, Proben aus Patientenmaterial für uns untersuchbar zu machen. Im Gegenzug bringt zum Beispiel Professor Goebeler, Direktor der Würzburger Hautklinik, seine dermatologische Expertise ein. 

Was bedeutet der SFB speziell für Würzburg – abgesehen von den Fördergeldern? 

Für mich geht es nicht nur um Gelder, sondern auch um Strukturen. Wir haben hier in Würzburg einen sehr starken immunologischen Schwerpunkt. Zur Immunologie gehört nicht nur das Immunsystem, sondern auch die Barrieren, die der Körper physiologisch aufrechterhalten muss. Diese müssen wir verstehen, adressieren und in den Kontext setzen. Warum entstehen entzündliche Erkrankungen? Wie beeinflussen sie Tumorerkrankungen, die ja auch hier am Standort intensiv untersucht werden? Unser SFB geht and dieser Stelle noch mehr in die Grundlagenwissenschaft und kann eine wichtige Lücke am Standort schließen.

Sie hatten bereits die Nachwuchsförderung angesprochen. Ein Teil des Zentralprojekts, das sich speziell mit diesem Thema beschäftigt, ist in Würzburg angesiedelt. Die Sprecherin ist Stefanie Hahner. Als langjährige Prodekanin der Medizinischen Fakultät kümmert sich die stellvertretende Leiterin der Endokrinologie um die Förderung des wissenschaftlichen Nachwuchses. 

Die Nachwuchsförderung in Würzburg ist bereits sehr stark und wird durch den SFB sowie die sogenannte „Integrated Research Training Group“ (IRTG) weiter ausgebaut. Dieses Programm ist mir persönlich sehr wichtig. Denn hier bringen wir Mediziner und Naturwissenschaftler bereits auf der frühesten Karrierestufe zusammen. Eine frühe Verbindung der verschiedenen Sichtweisen – Klinik und Naturwissenschaften – kann sehr erfolgreich sein, wurde im Alltag jedoch lange vernachlässigt. 

Die Grundlagenforscher haben oft tolle Tools, ihnen fehlt jedoch der direkte Link in die Klinik und umgekehrt. Das wollen wir mit einer frühen Verknüpfung untereinander ändern. Die IRTG ist aber auch an den anderen Standorten mit aktiven Leitern vertreten, so dass über alle 3 Standorte hinweg die gleichen Ideen gelebt werden. 

Das Interview führte Kirstin Linkamp von der Wissenschaftskommunikation am UKW. 

Porträt von Nicolas Schlegel im weißen Kittel mit verschränkten Armen im Flur des Zentrums für Operative Medizin
Prof. Dr. Nicolas Schlegel ist Inhaber des Lehrstuhls für Experimentelle Viszeralchirurgie am Uniklinikum Würzburg und Standortsprecher des SFB/Transregio DEFINE © Ulrich Bender
Collage mit 37 Porträts der Personen, die im SFB/TRR forschen, in der Mitte sind die drei Standortsprecher etwas größer abgebildet.
Der neue SFB/Transregio DEFINE ist eine Kooperation der Universitäten Marburg, LMU München und Würzburg und wird geleitet von Nicolas Schlegel, Michael Hertl und Jens Waschke (größere Porträts in der Mitte von links nach rechts). © SFB/TRR DEFINE
Im Zentrum von DEFINE stehen Erkrankungen, die mit einer Fehlfunktion von Desmosomen in Verbindung stehen. Links sind die blasenbildende Hauterkrankung Pemphigus (oben) und die entzündete Schleimhaut bei chronisch-entzündlichen Darmerkrankungen (unten) zu sehen. Diese Erkrankungen dienen als Modell, um die Funktionen des Desmosoms in den verschiedenen Geweben zu verstehen. Desmosomen sind generell für die Zell-Zell-Adhäsion, die Barriere-Regulation, die Interaktion mit dem Immunsystem und die Regeneration von Geweben von Bedeutung. Das Fernziel besteht darin, neue Zielstrukturen zur spezifischen Stabilisierung der epithelialen Integrität als neue Therapieansätze zu identifizieren. Das Schema in der Mitte zeigt, wie die Membranproteine Desmoglein und Desmocollin, die hier wie grüne und dunkelrote „Perlenketten“ dargestellt sind, die Zellen außen zusammenhalten. Die in hell- und dunkelgrün abgebildeten „Kügelchen“ stellen die Plakoglobin- und Plakophilin-Koppelung im Innern der Zelle dar. Das blau gefärbte Desmoplakin verankert den Komplex schließlich an den dunkelblau abgebildeten Filamenten des Zellskeletts. © SFB/TRR DEFINE

Wie und warum Bewegungsstörungen entstehen

Ein Interview mit der Autorin Dr. Lisa Harder-Rauschenberger und dem Autor Prof. Dr. Chi Wang Ip aus der Neurologischen Klinik und Poliklinik des Uniklinikums Würzburg (UKW) zur Rolle von peripheren Nerventraumen und Rückenmarksverletzungen als Auslöser einer Dystonie. Publikation im Journal „Movement Disorders“ zur Second Hit-Hypothese bei Dystonie.

 

Die Wissenschaftlerin Lisa Harder-Rauschenberger steht mit hochgesteckten Haaren, in heller Schleifenbluse und heller Strickjacke neben Chi Wang Ip im hellblauen Hemd vor dem Bücherregal in der Bibliothek der Neurologie.
Dr. Lisa Harder-Rauschenberger und Prof. Chi Wang Ip von der Neurologischen Klinik und Poliklinik haben im Journal „Movement Disorders“ einen Übersichtsartikel über die Rolle peripherer Nerventraumen und Rückenmarksverletzungen als Auslöser einer Dystonie veröffentlicht.

Lisa Harder-Rauschenberger und Chi Wang Ip von der Neurologischen Klinik und Poliklinik haben im Journal „Movement Disorders“ einen Übersichtsartikel über die Rolle peripherer Nerventraumen und Rückenmarksverletzungen als Auslöser einer Dystonie veröffentlicht. Bei dieser Bewegungsstörung ziehen sich die Muskeln unwillkürlich zusammen und der Körper nimmt ungewöhnliche Haltungen ein. Manche Menschen haben eine genetische Veranlagung dafür, aber nicht alle mit diesen Genen entwickeln tatsächlich eine Dystonie. Deshalb vermuten Forschende – allen voran Harder-Rauschenberger und Ip – dass zusätzlich ein „zweiter Auslöser“ nötig ist, damit die Krankheit entsteht. In ihrer Übersicht fassen sie die aktuelle Forschung zusammen, die zeigt, dass Verletzungen von Nerven oder des Rückenmarks ein solcher zweiter Auslöser sein könnten. Solche Schädigungen verändern nicht nur das betroffene Gewebe, sondern auch die Art und Weise, wie Gehirn, Rückenmark und peripheres Nervensystem miteinander kommunizieren. Dabei spielt das Immunsystem eine wichtige Rolle und es kommt zu Umbauprozessen im Nervensystem. Diese sollen eigentlich dabei helfen, die Verletzung zu kompensieren. Manche dieser Veränderungen können jedoch dazu führen, dass sich Bewegungsabläufe dauerhaft verändern und eine Dystonie ausgelöst oder verschlimmert wird. Harder-Rauschenberger und Ip heben zukünftige Herausforderungen und potenzielle therapeutische Implikationen dystonieauslösender Nerven- und Rückenmarksverletzungen hervor. Ein besseres Verständnis des Zusammenspiels zwischen Nervenverletzung, Rückenmarksverletzung, Neuroinflammation und Dystonie könnte den Weg für neue therapeutische Strategien ebnen.

Wie kam es zu der Übersichtsarbeit im Journal „Movement Disorders“, auf Deutsch Bewegungsstörungen? 

Chi Wang Ip: Wir hielten beide im Juni 2023 auf dem Samuel Belzberg 6th International Dystonia Symposium (IDS6) in Dublin eine Präsentation und wurden vom Chefredakteur eingeladen eine Übersichtsarbeit über die Second-Hit-Hypothese bei dystonen Erkrankungen für das Journal der International Parkinson and Movement Disorder Society zu schreiben. 

Was genau ist eine Dystonie?

Lisa Harder-Rauschenberger: Eine Dystonie ist eine komplexe Bewegungsstörung, bei der es zu abnormen Haltungen und unwillkürlichen Bewegungen kommt. Diese entstehen durch eine gleichzeitige Kontraktion von agonistisch und antagonistischen Muskeln. Normalerweise arbeiten Muskeln abwechselnd: der Agonist zieht sich zusammen und Bewegung entsteht, der Antagonist entspannt und lässt die Bewegung zu. Wenn die Muskeln, die gegensätzliche Bewegungen machen sollten aber zur gleichen Zeit arbeiten, entstehen verkrampfte, unkontrollierte Bewegungen oder Haltungen. 

Chi Wang Ip: Die Bewegungen sehen teilweise ganz bizarr aus, Drehungen, Verschränkungen, Zittern. Patienten, die stark betroffen sind, können sich teilweise gar nicht mehr kontrollieren und ruhig sitzen. Und weil die Gelenke gar nicht auf diese abnormen Bewegungen ausgelegt sind, sind diese oft auch mit starken Schmerzen verbunden. Das sind ganz massive Einschränkungen im Leben. 

Ist Dystonie eine Begleiterkrankung oder kann sie auch allein auftreten? 

Lisa Harder-Rauschenberger: Eine Dystonie kann als Begleiterkrankung auftreten, zum Beispiel bei Parkinson, sie kann aber auch eine eigene Krankheitsentität sein. Es gibt einige Dystonie-Formen, bei denen Patientinnen und Patienten eine Genmutation haben und dann im Laufe des Lebens dystone Symptome entwickeln können. 

In der Übersichtsarbeit sprechen Sie vom Second Hit. Eine genetische Prädisposition ist dann der First Hit? 

Chi Wang Ip: Richtig. Wir arbeiten zum Beispiel mit genetischen Prädispositionen. Wenn wir eine Maus oder eine Ratte haben, die diesen First Hit schon hat, dann können wir den Second Hit dazutun, zum Beispiel eine Nervenschädigung oder eine Überbeanspruchung. Ein First Hit kann aber durch epigenetische Einflüsse verursacht werden, also Mechanismen, die die Aktivität von Genen beeinflussen. Auch Medikamente können ursächlich sein. Viele Personen nehmen Präparate, die verschiedene Neurotransmitter im Gehirn beeinflussen, sodass dann eine Prädisposition entsteht, die mit einem weiteren äußeren Faktor, dem Second Hit, zur Auslösung einer Erkrankung führt. 

Also braucht es einen Second Hit als Auslöser? 

Chi Wang Ip: Wenn man sich monogene Formen anschaut, also Dystonien, die durch eine einzige Genmutation verursacht werden können, dann weiß man, dass nicht jeder Mutationsträger automatisch die Erkrankung entwickelt. Wir sprechen von einer reduzierten Penetranz. Teilweise ist die Penetranz bei 20 Prozent, also nur einer von fünf Mutationsträgern zeigt Symptome, teilweise bei 60 oder 70 Prozent. Und keiner weiß genau, warum das so ist. Warum entwickeln nicht alle mit dem Gendefekt Symptome? Deswegen kam die Idee des Second Hits. Aber wie gesagt, eine Dystonie kann durchaus auch andere Ursachen haben. 

Wie entwickeln sich die Symptome? 

Chi Wang Ip: Wir gehen davon aus, dass Dystonie eine Netzwerkerkrankung des Gehirns ist, gegebenenfalls auch des Rückenmarks, die dazu führt, dass die Kommunikation der Zentren gestört ist. Eine Verletzung am Nerv, zum Beispiel durch einen Sportunfall, könnte eine Dystonie auslösen. Unser Gehirn, das ja plastisch ist und sich anpassen muss, wird forciert, auf diese Verletzung zu reagieren. Es nimmt also Signale wie Schmerz oder Gefühlsstörungen auf und verbarbeitet diese Reize. Ist das Gehirn durch eine Genmutation erkrankt, dann interpretiert es diese Reize falsch und es kommt zu fehlerhaften Rückkopplungen und Co-Kontraktionen. 

Das heißt, bei Personen mit bestimmten Genmutationen kommt das Gehirn mit den Nervenverletzungen nicht klar? 

Chi Wang Ip: Genau. Das Gehirn gibt dann falsche Informationen ab und die Muskulatur spricht falsch darauf an, sodass diese bizarren Bewegungen auftreten. 

Gibt es Belege für die Second-Hit-Hypothese?

Lisa Harder-Rauschenberger: Es gibt tatsächlich genetische Dystonie-Formen, bei denen ein ganz klarer Zusammenhang zwischen Umweltfaktor beziehungsweise äußerem Faktor und der Dystonie-Entwicklung gezeigt werden konnte. Eine Infektion, ein Trauma durch eine Verletzung oder einen Stoß, Stress jeglicher Art aber auch Klimaeinflüsse wie Hitze können von einem Tag auf den anderen, innerhalb von wenigen Stunden zu dieser Dystonie-Entwicklung führen, die dann auch ein Leben lang bleibt. Also für bestimmte Formen gibt es einen ganz klaren Zusammenhang. Für andere Formen weiß man nur, dass es diese reduzierte Penetranz gibt; und wir postulieren, dass auch da ein Stressfaktor, ein Umweltfaktor, eine Rolle spielt. 

Um welche Art von Umweltfaktoren handelt es sich? 

Lisa Harder-Rauschenberger: In der Literatur werden zahlreiche Faktoren beschrieben, zum Teil in Einzelfallbeschreibungen, zum Teil in kleinere Studien. Diskutiert werden wie schon genannt unter anderem Nerventrauma und Infektionen. Ein relativ klarer Zusammenhang zur Dystonie-Entwicklung besteht auch für die Überbeanspruchung, also eine aufgabenspezifische Dystonie. Ein Beispiel hierfür ist die Musiker-Dystonie.  Denn einige professionelle Musiker, die ihr Leben lang ein Instrument intensiv spielen, entwickeln eine Dystonie, wie zum Beispiel Klavierspieler in bestimmten Fingern. 

Wie sieht Ihre aktuelle Forschung zu dem Thema aus? 

Lisa Harder-Rauschenberger: Wir machen primär Untersuchungen an Tiermodellen, Mäusen und Ratten mit einer genetischen Prädisposition. Hier untersuchen wir zum Beispiel, wie sich das Gehirn eines symptomatischen Nagers im Vergleich zu einem asymptomatischen unterscheidet. Dieses Verständnis könnte uns helfen beim Menschen einzugreifen bevor es zur Symptomenentwicklung kommt. 

Und wie lässt sich das auf die Patientinnen und Patienten übertragen? 

Lisa Harder-Rauschenberger: Das ist eine unserer Botschaften im Review. Wir benötigen in Zukunft viel größere klinische Studien, um den Zusammenhang zwischen einer peripheren Nervenschädigung und einer Dystonie-Entwicklung beim Menschen klarer zu zeigen. Die bisherigen Studien haben viel zu geringe Endzahlen. Des Weiteren ist das Nerventrauma in den meisten Fällen nicht genau beschrieben, und der zeitliche Zusammenhang bis zur Dystonie-Entwicklung nicht definiert. 

Würde man ein Nerventrauma bei Menschen mit einer genetischen Veranlagung zur Dystonie zum Beispiel anders behandeln oder prüfen, ob eine genetische Veranlagung vorliegt? 

Chi Wang Ip: Ich fürchte, so weit sind wir noch nicht, dass wir so etwas machen können. Und tatsächlich sprechen wir ja bei der monogenen Dystonie über eine seltene Erkrankung. Da würde es keinen Sinn machen, jeden, der so eine Verletzung hat, auf eine Genveränderung zu screenen. Aber ich könnte mir vorstellen, dass wir diejenigen, von denen wir wissen, dass sie selbst oder in der Familie eine genetische Prädisposition haben aber noch asymptomatisch sind, empfehlen, bestimmte Risikofaktoren wie gewisse Sportarten zu meiden, von denen wir wissen, dass sie Symptome auslösen. Diese müssten wir aber eben noch genauer untersuchen. 

Lisa Harder-Rauschenberger: Wenn es dann doch passiert, könnte man überlegen, dass man die Inflammation, die nach so einer Nervenschädigung auftritt, früh behandelt und vielleicht die abnormalen plastischen Veränderungen über eine Neuromodulation beeinflusst. 

Bei einer hereditären Dystonie, die autosomal-dominant vererbt wird, besteht das Risiko immerhin bei 50 Prozent, die Mutation geerbt zu haben. Wie viele Mutationen sind denn bis jetzt bekannt? 

Chi Wang Ip: Wir entdecken immer mehr Gene, die mit einer Dystonie assoziiert sind. Bei den monogenen Formen kennen wir inzwischen mehr als 50. Diese beinhalten Formen, bei denen die Dystonie das einzige Symptom darstellt und auch Formen, die kombiniert sind, zum Beispiel eine Dystonie mit Parkinson-Syndrom. Es gibt sicherlich auch noch viele Mutationen, von denen wir erst noch nachweisen müssen, ob sie pathogen relevant sind. Die häufigste Form ist die DYT-TOR1A-Dystonie. Bei dieser Form kann es zu sehr starken Symptomen kommen. 

Warum sollten Ärztinnen und Ärzte aus der Neurologie und gegebenenfalls Primärmedizin Ihre Übersichtsarbeit lesen? 

Lisa Harder-Rauschenberger: Zum einen dauert es oft noch sehr lange, bis Patientinnen und Patienten die Diagnose Dystonie erhalten, obwohl ihre Lebensqualität dann schon stark eingeschränkt ist. Wichtig wäre also eine frühe Diagnose und Anamnese, damit die Betroffenen schnell eine geeignete symptomatische Behandlung erhalten. Zum anderen ist Aufklärung sehr wichtig. Wenn jemand aus der Familie eine monogenetische Form wie DYT-TOR1A hat, dann sollten die Familienmitglieder über diese Prädisposition informiert und Auslösefaktoren informiert werden. 

Chi Wang Ip: In der Übersichtsarbeit beschreiben wir auch, was eine Dystonie ist. Da sie nicht jeder kennt, wird sie auch oft verkannt. Früher wurden zum Beispiel Dystonien häufig als psychogen eingestuft, obwohl es klare organische Veränderungen im Gehirn und teilweise auch im Rückenmark gibt. Auch die Muskeln können sich durch die dauerhafte massive Anspannung verändern. 

Noch einige Fragen zur Neurologie am UKW, die ja einen klaren Schwerpunkt auf Bewegungsstörungen hat – in Forschung, Lehre und Behandlung. Was ist das Besondere am Standort Würzburg? 

Chi Wang Ip: Wir betreiben eine spezialisierte Ambulanz für Botulinumtoxin-Behandlungen, die bei fokalen und segmentalen Dystonien zentral sind. Darüber hinaus gehören wir zu den deutschen Zentren, die die Tiefe Hirnstimulation bei Dystonien durchführen. Bei der Diagnostik und Behandlung legen wir besonderen Wert auf den interdisziplinären Ansatz: Wir arbeiten eng mit der Neurochirurgie, Neuroradiologie und Psychiatrie zusammen. Hervorzuheben ist unsere präklinische und klinisch-translationale Forschung zu Bewegungsstörungen, zur Pathophysiologie, Netzwerken der motorischen Kontrolle, Therapieansätzen und Tiermodellen. Wir sind einer der wenigen Standorte, die auf diesem Gebiet an Tiermodellen forschen. Dadurch sind wir international sichtbar und gut vernetzt. 

Frau Harder-Rauschenberger, Sie haben noch vor Ihrer Facharztausbildung angefangen, mit Dystonie-Mausmodellen zu arbeiten. Was machen Sie konkret? 

Lisa Harder-Rauschenberger: Zunächst einmal haben wir mehrere symptomatische Nager-Modelle für verschiedene Dystonie-Formen entwickelt. Die verschiedenen Mäuse mit Dystonie-Mutationen setzen wir unterschiedlichen äußeren Faktoren aus, beobachten die Entwicklung von Symptomen und vergleichen diese mit Symptomen beim Menschen. Dabei hilft mir meine klinische Erfahrung sehr. Wobei sich bei der Bewertung von dystonen Symptomen im Nagermodell auch viel getan hat. Während ich früher noch Videos der Nager manuell untersucht habe, können wir diese heute automatisiert auswerten. 

Können Sie ein Beispiel Ihrer Untersuchungen nennen.

Lisa Harder-Rauschenberger: In einem aktuellen Projekt untersuchen wir die Dystonie, die durch Überbeanspruchung ausgelöst wird. Wir charakterisieren Ratten, die wiederholt einen Hebel drücken sollen und sehen ganz deutliche, abnormale, Dystonie-ähnliche Bewegungen. In einem translationalen Ansatz vergleichen beziehungsweise belegen wir diese Ergebnisse mit Dystonie-Patienten. Dann untersuchen wir das Gehirn der Nagetiere. Wir machen ein FDG-PET - ein bildgebendes Verfahren aus der Nuklearmedizin, bei dem eine leicht radioaktiv markierte Zuckerform gespritzt wird – und untersuchen, wie unterschiedliche Regionen des Gehirns Glukose aufnehmen und mehr oder weniger aktiv bei der Dystonie sind. Das können wir mit dem FDG-PET beim Menschen vergleichen. Darüber hinaus können wir prüfen, ob Botenstoffe wie Dopamin verändert sind und strukturelle Veränderungen analysieren. 

Kann man das Gehirn eines Nagetiers gut mit dem menschlichen Gehirn vergleichen? 

Chi Wang Ip: Was die Bodenstoffe und Zellbestandteile angeht, ja. Die grobe Struktur ist auch vergleichbar, aber nicht eins zu Eins. Menschen haben ein sehr viel höhere entwickeltes Gehirn als Nager. Aber zur Aufgabe des Hebeldrückens: Der Vorteil ist, dass die Hand oder Vorderpfote der Nagetiere ziemlich gut vergleichbar ist mit der Hand vom Menschen. Nur der Daumen, der ist bei den Nagern viel kleiner.

Was waren Ihre persönlichen Highlights oder bahnbrechenden Forschungsergebnisse auf dem Gebiet der Dystonie? 

Chi Wang Ip: Uns ist über die Jahre immer besser gelungen, Tiermodelle zu entwickeln, an denen wir die Pathophysiologie der Dystonie und unsere Second-Hit-Idee detaillierter untersuchen können und die sehr viel näher an der menschlichen Erkrankung sind als die Modelle, die bislang auf dem Markt existieren. Gerade bei der fokalen Dystonie, die nur einen Bereich des Körpers betrifft, wie den Arm oder die Hand, gibt es meiner Meinung nach kein vergleichbares Modell. Die Veränderungen der Rattenpfote ist zum Beispiel dem Menschen sehr ähnlich. 

Und dann haben wir über die Jahre hinweg herausragende Techniken zur Untersuchung entwickelt. Mit künstlicher Intelligenz können wir zum Beispiel die Bewegungen der Tiere viel besser und objektiv analysieren und auf den Menschen übertragen (Link zum Paper).

Lisa Harder-Rauschenberger: Das ist ein absoluter Gewinn. Durch die computerisierte Auswertung der Videos erhalten wir viel genauere und beobachterunabhängige Informationen über dystonieähnliche Bewegungen. Das hat unsere Forschung in den letzten Jahren noch viel besser gemacht. 

Chi Wang Ip: Und die Glukose-PET-Untersuchungen, die wir beim Menschen schon lange durchführen, konnten wir jetzt auch beim winzigen Gehirn von Nagern etablieren.

Lisa Harder-Rauschenberger:  Herausragend sind sicherlich auch unsere Kooperationen im Rahmen der Dystonieforschung, die sich in den vergangenen Jahren verstärkt entwickelt haben und unsere Forschung vorantreiben, indem sie sehr viel Neues ermöglichen. Im Sonderforschungsbereich / Transregio 295 RETUNE arbeiten wir eng mit der Charité – Universitätsmedizin Berlin zusammen, ferner bestehen intensive Kooperationen mit dem Champalimaud-Centre in Lissabon und Professor Antonio Pisani aus Italien.

Tauschen Sie Modelle und Techniken eigentlich aus oder geben Sie Ihre weiter? 

Chi Wang Ip: Das haben wir im Rahmen des EU-Konsortiums „EurDyscover“, das wir koordiniert haben, stark betrieben.

Welche Ziele verfolgen Sie konkret? Was wünschen Sie sich für die Zukunft?

Chi Wang Ip: Am Ziel steht immer der Patient, für den wir eine Therapie finden wollen, welche die Symptome lindert oder noch besser kausal etwas verändert. Dazu müssen wir besser verstehen, wie Nerven- und Rückenmarksverletzungen, Entzündungen im Nervensystem und Dystonie zusammenhängen, also Mechanismen von Dystonie auf molekularer, zellulärer und Netzwerk-Ebene untersuchen. 

Lisa Harder-Rauschenberger: Wir haben jetzt diese symptomatischen Mausmodelle etabliert und charakterisiert. Nun möchte ich die Mechanismen im Gehirn, welche zur Dystonie führen, näher verstehen und dazu verschiedene Methoden anwenden. Mit der In-vivo-Kalzium-Bildgebung können wir zum Beispiel prüfen, welche Zellpopulationen aktiv sind. Was passiert auf der zellulären und molekularen Ebene. Unsere Forschung soll am Ende einen Unterschied für den Patienten machen. 

Chi Wang Ip: In den PET-Untersuchungen leuchten zum Beispiel bestimmte Zentren im Gehirn auf, die krankhaft verändert sind. Hier müssten wir genau schauen, welche Zellpopulationen diese Veränderungen verursachen und ob wir da eingreifen können. Mit Multi-omics-Untersuchungen analysieren wir verschiedene Moleküle gleichzeitig und können sehen, wo in der biologischen Kette – von Gendefekt über RNA und Proteine bis zu Symptom – Fehler auftreten. So könnten wir molekulare Angriffspunkte für neue Medikamente finden. 

Lisa Harder-Rauschenberger: Ich etabliere gerade auch zusammen mit Prof. Wessel an unserer Klinik eine neue, nichtinvasive Art der Stimulation in den Tieren. Mit dieser temporalen Interferenzstimulation können wir gegebenenfalls diese abnormalen plastischen Veränderungen die man ja bei der Dystonie vermutet, beeinflussen und gegebenenfalls lindern.

Läuft also auch die Behandlung der Dystonie auf Präzisionsmedizin bzw. personalisierte Medizin hinaus? 

Chi Wang Ip: Ja, durch das Gesamtprofil des Patienten können wir die Therapie besser personalisieren. Das ist natürlich gigantisch, aber das ist tatsächlich das Ziel. Aber schon jetzt können wir durch die KI-gesteuerten Auswertungen der Bewegungsstörungen die Therapien, die es bereits gibt, verbessert einsetzen. Denn nicht jeder Patient ist gleich, die Muskeln bewegen sich frei. Alle Patienten sind unterschiedlich von der krankhaften Ausprägung her. 

Das Interview führte Kirstin Linkamp / Wissenschaftsredaktion 

Publikation: Lisa Harder-Rauschenberger, Chi Wang Ip. The Second Hit Hypothesis in Animal and Human Dystonia: The Role of Peripheral Nerve Trauma and Spinal Cord Injury. Movement Disorders. October 2025. https://doi.org/10.1002/mds.70087

 

Prof. Dr. Chi Wang Ip ist Universitätsprofessor für Translationale Neurologie am UKW und stellvertretender Direktor der Neurologischen Klinik und Poliklinik. Er begann bereits in jungen Jahren mit der Erforschung des Einflusses des Immunsystems auf erbliche Neuropathien und erweiterte seine Untersuchungen anschließend auf das zentrale Nervensystem und seine entzündlichen Erkrankungen. Während seiner Facharztausbildung entdeckte er seine Leidenschaft für Bewegungsstörungen, was zu einer Spezialisierung auf Parkinson und Dystonie führte. Der Fokus seiner Forschung liegt nun auf diesen Erkrankungen, einschließlich der Entwicklung präklinischer Modelle und der Untersuchung der Wirkung der Immunmodulation auf die Neurodegeneration in diesen Modellen. Darüber hinaus führt er klinische Studien durch, um Forschungsergebnisse in therapeutische Strategien umzusetzen. Er ist federführend bei der Leitlinie Dystonie, herausgegeben von der Deutschen Gesellschaft für Neurologie, publiziert bei AWMF, dem Portal der wissenschaftlichen Medizin. 

Dr. Lisa Harder-Rauschenberger studierte in Greifswald Humanmedizin und promovierte zu Prostatakarzinomzelle. Bevor sie mit ihrer Facharztausbildung zur Neurologin begann, nahm sie im Jahr 2016 am UKW die Gelegenheit eines Forschungsjahres wahr. Seitdem arbeitet sie in der Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Chi Wang Ip. Das Clinician Scientist Programm sowie das Habilitationsstipendium des IZKF verschaffte ihr in ihrer klinischen Ausbildung immer wieder Freiräume, in denen sie sich voll und ganz ihrem Forschungsschwerpunkt, der Dystonie, widmen konnte. Ihr Fokus liegt dabei auf der Etablierung von symptomatischen Maus- und Rattenmodellen für die Dystonie, anhand der wir dann versuchen, die Pathophysiologie dieser Erkrankung zu verstehen. 

 

Die Wissenschaftlerin Lisa Harder-Rauschenberger steht mit hochgesteckten Haaren, in heller Schleifenbluse und heller Strickjacke neben Chi Wang Ip im hellblauen Hemd vor dem Bücherregal in der Bibliothek der Neurologie.
Dr. Lisa Harder-Rauschenberger und Prof. Chi Wang Ip von der Neurologischen Klinik und Poliklinik haben im Journal „Movement Disorders“ einen Übersichtsartikel über die Rolle peripherer Nerventraumen und Rückenmarksverletzungen als Auslöser einer Dystonie veröffentlicht.

„Bad Guys“ im Immunsystem entlarven und wieder zu Verbündeten im Kampf gegen Krebs machen

Mit ihrem vom Bayerischen Zentrum für Krebsforschung (BZKF) geförderten Projekt möchte Dr. Julia Krug vom Uniklinikum Würzburg (UKW) die Erfolgsrate von Immuntherapien gegen das maligne Melanom deutlich erhöhen. Bei jedem zweiten Betroffenen versagen zum Beispiel Anti-PD-1-Therapien. Die Naturwissenschaftlerin aus der Arbeitsgruppe Schmieder (Immundermatologie) erforscht, wie sich immunhemmende Makrophagen („Bad Guys“) umprogrammieren lassen, um Resistenzen zu überwinden. Für ihre Arbeit erhält sie ein einjähriges Stipendium über 100.000 Euro.

Die Preisträgerin Julia Krug und Ralf Bargou halten die eingerahmte Urkunde in den Händen, sie stehen vor einem Roll-up des BZKF mit den Worten Exzellenz stärken - Wissen teilen.
Dr. Julia Krug erhält die Urkunde des BZKF von Prof. Dr. Ralf Bargou. © Annette Popp / UKW

Würzburg. Das maligne Melanom, auch „schwarzer Hautkrebs“ genannt, zählt zu den aggressivsten Hauttumoren. Es weist die höchste Metastasierungsrate auf und ist die Ursache für den Tod von jährlich rund 3.000 Betroffenen in Deutschland. Fortschritte in der Behandlung wie zum Beispiel moderne Immuntherapien haben zwar die Überlebenschancen vieler Betroffener verbessert. „Doch bei jedem zweiten Patienten schlagen die Immuncheckpoint-Inhibitoren nicht an“, berichtet Dr. Julia Krug. Die 35-jährige Naturwissenschaftlerin aus der Dermatologie des Uniklinikums Würzburg (UKW) möchte die Erfolgsrate der Immuntherapien erhöhen. Für ihr Projekt „Überwindung der Anti-PD-1-Therapieresistenz durch gezielte Behandlung nicht ansprechender Melanome mit Mifepriston-Biokonjugaten“ hat sie gerade das Young Scientist Fellowship des Bayerischen Zentrums für Krebsforschung (BZKF) erhalten. 

„Ich hatte mich schon riesig gefreut, dass mein Projekt im lokalen Auswahlprozess Beachtung fand. Dass ich dann auch noch ausgewählt wurde, meine Arbeit vor einem standortübergreifenden Gremium in einer zehnminütigen Präsentation vorzustellen, und schließlich sogar das Stipendium gewonnen habe, ist eine tolle Wertschätzung meiner Arbeit“, so die Preisträgerin. Insgesamt wird an den sechs bayerischen Unikliniken jeweils ein Projekt für die Dauer eines Jahres mit 100.000 Euro gefördert.

Neue Strategien zur Überwindung der Anti-PD-1-Therapieresistenz bei malignen Melanomen 

Um ihr Vorhaben zu schildern, holt Julia Krug etwas aus. Im Jahr 2018 wurde der Nobelpreis an zwei Forscher verliehen, die die Immuntherapien, insbesondere die Checkpoint-Inhibitoren, revolutioniert haben. James P. Allison entdeckte das immunhemmende Molekül CTLA-4 und Tasuku Honjo den Rezeptor PD-1, der ähnlich wie CTLA-4 die T-Zell-Aktivierung hemmt. Wenn Krebszellen den passenden Liganden auf ihrer Oberfläche tragen, können sie sich mit dem entsprechenden Bremsmolekül auf den Immunzellen verbinden und diese stilllegen. Auf Basis dieser grundlegenden Erkenntnisse wurden Checkpoint-Inhibitoren entwickelt, also Medikamente, die verhindern, dass Krebszellen die „Immunbremse“ ziehen. Dadurch wird das patienteneigene Immunsystem reaktiviert und kann seiner eigentlichen Aufgabe nachkommen, den Krebs wirksam zu bekämpfen.

Bremsende Makrophagen umprogrammieren

Damit die Anti-PD-1-Therapie bei mehr als der Hälfte der Patientinnen und Patienten anschlägt, konzentriert sich Julia Krug auf bestimmte Zellen des Immunsystems: die Makrophagen. Der Begriff setzt sich aus den altgriechischen Wörtern makrós für „groß” und phagein für „fressen” zusammen und bedeutet „Riesenfresszellen”. Sie fressen und verdauen alles, was für den Körper potenziell gefährlich oder überflüssig ist. Zudem rekrutieren sie andere Immunzellen zur Unterstützung im Kampf gegen den Krebs. „Es gibt jedoch auch Makrophagen, die im Tumormikromilieu zu ‚Bad Guys‘ geworden sind und das Immunsystem derart bremsen, dass der Tumor weiterwachsen kann. Diese wollen wir finden und wieder zu ‚Guten‘ bekehren“, erläutert Julia Krug. 

Prof. Dr. Astrid Schmieder, die Leiterin der Arbeitsgruppe Immundermatologie am UKW, hatte bereits Vorarbeit geleistet und verschiedene Marker für die immunsuppressiven Makrophagen entdeckt. „Dabei ist uns ein bestimmter Signalweg aufgefallen. Wenn wir diesen unterdrücken können, dann ändern die Makrophagen ihre Funktion und bekämpfen wieder den Tumor“, erklärt Astrid Schmieder, die sichtlich stolz auf ihre erfolgreiche Postdoktorandin ist. Die beiden Wissenschaftlerinnen werden oft als „Power Couple“ bezeichnet. Was sie eint, wie sie den Weg in die Forschung gefunden haben und mit welcher Leidenschaft sie ihren Projekten nachgehen, ist in den Porträts der Serie #WomenInScience nachzulesen.

Ein Kubikmillimeter kleine Quader aus Tumorprobe 

Der Wirkmechanismus, der verhindert, dass der unheilvolle Signalweg in Makrophagen aktiviert wird, hat sich bereits in speziellen Mausmodellen bewährt. Nun möchte Julia Krug ihn an humanen Gewebeproben untersuchen. Hierzu arbeitet sie einerseits mit Melanom-Zelllinien aus den 1970er Jahren, andererseits mit frischem OP-Material. Letzteres wird in ein Kubikmillimeter kleine Quader geschnitten. Das entspricht der Größe eines Staubkorns oder einem Dreißigstel eines Wassertropfens. Diese Quader bringt sie dann mit ihren behandelten Makrophagen in eine Zellkultur, gibt Inhibitoren darauf und sieht innerhalb von drei Tagen, ob das Material auf die Therapie anspricht. „Und da wir ganz viele Quader aus dem Tumor haben, können wir weitere Mechanismen, Methoden und Behandlungsstrategien testen und die Ansprechrate vorhersagen“, schwärmt Julia Krug von diesem „tollen Tool“.

Bis dieser Ansatz jedoch standardisiert ist und man anhand einer winzigen Tumorprobe die optimale Behandlung für jede Patientin und jeden Patienten bestimmen kann, wird noch viel Forschungsarbeit nötig sein. 

Doch Julia Krug, frischgebackene Mutter eines sieben Monate alten Sohnes, ist voller Tatendrang. Im Januar übernimmt ihr Mann die Elternzeit und damit die Care-Arbeit, sodass sie mit dem finanziellen Rückenwind des BZKF wieder voll im Labor durchstarten kann.

BZKF-Young Scientist Fellowship

„Das Programm des BZKF ist für Young Scientist Fellows sehr wichtig. Denn die jungen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler erhalten durch die Förderung die notwendigen finanziellen Mittel und als Clinician Scientists oftmals auch die nötigen Freiräume für die Forschung“, betont Prof. Ralf Bargou. Dem Direktor des Comprehensive Cancer Center Mainfranken (CCC MF) und Mitglied des BZKF-Direktoriums liegt die Förderung des Nachwuchses sehr am Herzen. Bei der Übergabe der Urkunde gratulierte er Julia Krug zur hochverdienten Auszeichnung. „Die immunonkologische Forschung – sowohl präklinisch als auch klinisch – ist in Würzburg und in WERA stark vertreten. Es gibt viele Ansätze, um Resistenzen zu überwinden, die vor allem beim malignen Melanom hochrelevant sind. Ich bin gespannt auf die Ergebnisse.“ 

Das Young Scientist Fellowship des Bayerischen Zentrums für Krebsforschung (BZKF) ist ein Förderprogramm für junge Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler, die innovative Projekte in der Krebsforschung durchführen möchten. Ziel ist es, vielversprechende Nachwuchstalente in Bayern zu unterstützen und ihnen zu ermöglichen, eigene translational ausgerichtete Forschungsprojekte umzusetzen. Dabei handelt es sich um Vorhaben, die eine Brücke zwischen Grundlagenforschung und klinischer Anwendung schlagen. Das Stipendium richtet sich an Medical Scientists, Clinician Scientists, Clinical Trialists sowie junge Forschende aus den Bereichen Medizin, Lebens- und Naturwissenschaften. Voraussetzung ist, dass das Projekt an einem der BZKF-Standorte in Bayern angesiedelt ist. Pro Person werden 100.000 Euro für zwölf Monate gefördert, und pro Ausschreibungsrunde werden sechs solcher Fellowships vergeben, jeweils eines am BZKF-Standort. Die Auswahl erfolgt in einem zweistufigen Verfahren: Zunächst finden lokale Auswahlprozesse an den sechs beteiligten Universitätskliniken statt. Anschließend folgt eine zentrale Finalrunde mit Präsentationen vor einem standortübergreifenden Gremium, in dem auch Patientenvertreterinnen und -vertreter sowie ehemalige Fellows sitzen. Neben der finanziellen Unterstützung bietet das Programm die Einbindung in das wissenschaftliche Netzwerk des BZKF und Fördermaßnahmen für die langfristige Karriereentwicklung.

Text: Kirstin Linkamp / Wissenschaftskommunikation

Link zur Pressemeldung des BZKF

Link zum #WomenInScience-Porträt von Julia Krug 

Die Preisträgerin Julia Krug und Ralf Bargou halten die eingerahmte Urkunde in den Händen, sie stehen vor einem Roll-up des BZKF mit den Worten Exzellenz stärken - Wissen teilen.
Dr. Julia Krug erhält die Urkunde des BZKF von Prof. Dr. Ralf Bargou. © Annette Popp / UKW

Neues Graduiertenkolleg „Thrombo-Inflame“ für die Universitätsmedizin Würzburg

5,48 MILLIONEN EURO FÜR FORSCHUNG ZU ENTZÜNDLICHEN PROZESSEN, DIE VON BLUTPLÄTTCHEN AUSGEHEN

Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) hat einem interdisziplinären Team des Universitätsklinikums Würzburg (UKW), der Julius-Maximilians-Universität (JMU) und des Rudolf-Virchow-Zentrums (RVZ) unter der Leitung von Prof. Dr. Bernhard Nieswandt das neue Graduiertenkolleg (GRK) 3190 „Thrombo-Inflame“ bewilligt. Für die Universitätsmedizin Würzburg bedeutet dies eine nachhaltige Stärkung der Forschung zu Entzündungsprozessen, die durch Blutplättchen und ihre Vorläuferzellen, die Megakaryozyten, gesteuert werden. Gleichzeitig wird der wissenschaftliche Nachwuchs im Rahmen eines strukturierten Promotionsprogramms gezielt gefördert.

 

Die Collage zeigt die Forschenden auf einer Treppe, vorne sind vier freigestellte Personen eingefügt und das Logo des Graduiertenkollegs.
Team Thrombo-Inflame, v.l.n.r.: Anna Frey, Zoltan Nagy, Sarah Beck, Markus Bender, Tamara Girbl, Harald Schulze, Katrin Heinze, David Stegner, Bernhard Nieswandt sowie vorne Georg Gasteiger, Michael Schuhmann und Alma Zernecke-Madsen. © Anna Wenzl / UKW (die vier vorderen Personen wurden nachträglich eingefügt)

Würzburg. Die komplexe Entstehung Reifung und vielfältigen Funktionen von Blutplättchen, den so genannten Thrombozyten, stehen am Uniklinikum Würzburg (UKW) seit langem im Zentrum verschiedener Forschungsdisziplinen. Neben ihrer zentralen Rolle in der Blutstillung tragen sie auch zu Thrombosen, Infarkten und Organschäden bei. Ein zunehmend relevantes Forschungsfeld ist die sogenannte „Thrombo-Inflammation“ – entzündliche Prozesse, die durch aktivierte Thrombozyten vermittelt werden. Der Begriff „Thrombo-Inflammation“ wurde maßgeblich in Würzburg geprägt, wo seit Jahren intensiv in interdisziplinären Teams an den zugrundeliegenden Mechanismen und der therapeutischen Relevanz geforscht wird. Mit dem neuen Graduiertenkolleg 3190 erhält das Forschungsgebiet nun zusätzliche Sichtbarkeit und eine strukturierte Nachwuchsförderung.

Bis zu 33 Promotionen in den kommenden neun Jahren, verteilt auf acht Projekte 

Im Mai 2026 werden zunächst elf Nachwuchswissenschaftlerinnen und -wissenschaftler in insgesamt acht Projekten zur Thrombo-Inflammation die Möglichkeit haben, zu promovieren. Drei Jahre später wird eine zweite Kohorte mit wiederum elf Doktorandinnen und Doktoranden folgen. Bei erfolgreicher Verlängerung können innerhalb von neun Jahren insgesamt bis zu 33 Nachwuchstalente im Rahmen des GRK ihre Promotion absolvieren. 

„Wir möchten eine neue Generation von Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern ausbilden, die die Mechanismen der Thrombo-Inflammation aufdecken und molekulare Angriffspunkte für therapeutische Eingriffe identifizieren“, erklärt Prof. Dr. Bernhardt Nieswandt, Sprecher des GRK. 

Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) fördert das strukturierte Qualifizierungskonzept im Bereich Thrombo-Inflammation mit zunächst 5,477 Mio Euro. Insgesamt hat die DFG elf neue GRKs zur weiteren Stärkung früher wissenschaftlicher Karrierestufen im Rahmen eines thematisch fokussierten Forschungsprogramms eingerichtet. Neben dem neuen GRK 3190 wird an der Julius-Maximilians-Universität Würzburg (JMU) das Graduiertenkolleg GRK 2660 „Neuronale Mechanismen von (mal)adaptiven Annäherungs- und Vermeidungsverhalten“ verlängert (siehe Pressemeldung). 

Ideale Voraussetzungen in Würzburg

Bernhard Nieswandt, Leiter des Lehrstuhls für Experimentelle Biomedizin I am UKW und Gruppenleiter am Rudolf-Virchow-Zentrum (RVZ) der JMU, wurde für seine Forschung zu einem bislang unbekannten Mechanismus in Thrombozyten im Jahr 2024 mit einem ERC (European Research Council) Advanced Grant in Höhe von 2,5 Millionen Euro ausgezeichnet (siehe Pressemeldung). „Mit dem ERC Grant und dem neuen Graduiertenkolleg ist Würzburg weiterhin international ganz vorne dabei“, freut sich Bernhard Nieswandt. „Der Campus Würzburg bietet mit seiner langen Tradition in der kardiovaskulären und zerebrovaskulären Forschung ideale Rahmenbedingungen. Die breite und komplementäre Expertise der beteiligten Gruppen garantiert eine exzellente, multidisziplinäre Ausbildung von Promovierenden in einem wachstumsstarken Forschungsfeld.“ 

Auch der Dekan der Medizinischen Fakultät, Prof. Dr. Matthias Frosch, begrüßt die Förderung: „Die im internationalen Vergleich herausragende Thrombozyten-Forschung in Würzburg wird das Profil der Medizinischen Fakultät noch über Jahre hinaus prägen. Mit dem neuen Graduiertenkolleg erfährt dieser Bereich eine exzellente Verstärkung.“ So spielt die Thrombo-Inflammation bei einer stetig wachsenden Zahl von Krankheitsgeschehen wie Schlaganfall, Blutvergiftung (Sepsis) oder akutem Lungenversagen (ARDS) eine Rolle.

Wissenschaftliches Profil und Ausbildungsstruktur

Zentraler Gedanke des GRK ist, dass die Fähigkeit von Blutplättchen zur Auslösung entzündlicher Prozesse wesentlich von ihren Adhäsionsrezeptoren und zugehörigen Signalwegen abhängt. In acht Projekten – von der molekularen Grundlagenforschung bis zu translationalen Humanstudien – untersucht das GRK diese Mechanismen sowie die Rolle von Thrombozyten. Das Team beinhaltet dabei Gruppen aus Experimenteller Biomedizin, Neurologie, Kardiologie und Intensivmedizin sowie Bildgebung und Datenmanagement. „Wir werden uns mit Krankheiten beschäftigen, die typischerweise mit Thrombo-Inflammation einhergehen. Und wir werden untersuchen, wie die Blutgefäße unter diesen Bedingungen durch Blutplättchen intakt gehalten werden. Ein weiterer Fokus liegt auf der Reifung und dem Altern von Blutplättchen im Kontext thrombo-inflammatorischer Erkrankungen. Darüber hinaus werden wir analysieren, wie Blutplättchen mit Immunzellen und Zellen der Blutgefäßwände interagieren und so Krankheitsprozesse steuern“, erläutert Bernhard Nieswandt die Schwerpunkte. 

Um neue Ansätze für die Diagnose und Therapie von thrombo-inflammatorischen Erkrankungen zu entwickeln, kommen modernste Methoden, darunter in vivo-Modelle, Einzelzell-Analysen, experimentelle Therapeutika, Mikroskopie sowie KI-gestützte Bild- und Datenanalytik zum Einsatz. 

Strukturiertes Qualifizierungsprogramm mit internationaler Anschlussfähigkeit 

Promovierende entwickeln mit ihrem Thesis-Komitee einen individuellen Forschungs- und Trainingsplan: Das flexible und modulare Ausbildungsprogramm unter dem Dach der Graduate School of Life Sciences (GSLS) der JMU vermittelt neben fachlicher Exzellenz auch Soft Skills und interdisziplinare Kompetenzen. „Unsere Promotionsstudierenden erwerben bei uns eine besondere Qualifikation – sowohl für die akademische Forschung, als auch für Positionen in der pharmazeutischen Industrie“, betont Prof. Dr. Katrin Heinze, Vize-Dekanin der GSLS und Leiterin des Lehrstuhls für Molekulare Mikroskopie. Die Physikerin betreut insgesamt zwei Projekte im neuen GRK.

„Wer mit Leidenschaft zur Rolle von Thrombozyten forscht, dem stehen später viele Türen offen – unsere Absolventinnen und Absolventen sind national wie international gefragt.“, versichert Bernhard Nieswandt. 

Am GRK 3190 beteiligte Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler (alphabetische Reihenfolge)

  • Dr. Sarah Beck, Experimentelle Hämostaseologie (UKW/RVZ)
  • Prof. Dr. Markus Bender, Thrombozytenbiologie und Hämatopoese (Blutbildung) (UKW/RVZ)
  • Prof. Dr. Anna Frey, Immunkardiologie (UKW)
  • Prof. Dr. Georg Gasteiger, Systemimmunologie (JMU)
  • Dr. Tamara Girbl-Huemer, Vaskuläre Immunologie (JMU/RVZ)
  • Prof. Dr. Katrin Heinze, Bio-Imaging und Data Science (JMU/RVZ)
  • Dr. Zoltan Nagy, Zellbiologie und Blutbildung (UKW/RVZ)
  • Prof. Dr. Bernhard Nieswandt, Kardiovaskuläre Zellbiologie (UKW/RVZ)
  • Prof. Dr. Michael Schuhmann, Neuroimmunologie (UKW)
  • Prof. Dr. Harald Schulze, Experimentelle Hämostaseologie (UKW/RVZ)
  • Prof. Dr. David Stegner, Thrombozytenbiologie und Bio-Imaging (JMU/RVZ)
  • Prof. Dr. Alma Zernecke-Madsen, Immunologie und vaskuläre Biologie (UKW) 
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Hintergrund: Graduiertenkollegs der DFG

Graduiertenkollegs (GRKs) sind Einrichtungen der Hochschulen zur Förderung von Forscherinnen und Forschern in frühen Karrierephasen, die von der DFG für maximal neun Jahre gefördert werden. Im Mittelpunkt steht die Qualifizierung von Doktorandinnen und Doktoranden im Rahmen eines thematisch fokussierten Forschungsprogramms sowie eines strukturierten Qualifizierungskonzepts. Das Forschungsprogramm hat den Anspruch einer hohen wissenschaftlichen Qualität und Originalität auf internationalem Niveau; eine interdisziplinäre Ausrichtung der Graduiertenkollegs ist erwünscht. Das Studienprogramm ist unmittelbar auf das Forschungsprogramm bezogen, mit innovativen Lehr- und Betreuungselementen, die über die üblicherweise im Promotionsstudium gebotenen Veranstaltungen deutlich hinausgehen sollten. Ziel ist es, die Promovierenden auf den komplexen Arbeitsmarkt „Wissenschaft“ intensiv vorzubereiten und gleichzeitig ihre frühe wissenschaftliche Selbstständigkeit zu unterstützen.

Die Collage zeigt die Forschenden auf einer Treppe, vorne sind vier freigestellte Personen eingefügt und das Logo des Graduiertenkollegs.
Team Thrombo-Inflame, v.l.n.r.: Anna Frey, Zoltan Nagy, Sarah Beck, Markus Bender, Tamara Girbl, Harald Schulze, Katrin Heinze, David Stegner, Bernhard Nieswandt sowie vorne Georg Gasteiger, Michael Schuhmann und Alma Zernecke-Madsen. © Anna Wenzl / UKW (die vier vorderen Personen wurden nachträglich eingefügt)