Würzburg. Chronische Wunden betreffen einen großen Teil der Bevölkerung, insbesondere ältere Menschen. Faktoren wie Diabetes, Durchblutungsstörungen oder Druckbelastungen verhindern häufig eine normale Heilungskaskade, sodass die Wunde in einem dauerhaften Entzündungs- oder Reparaturstadium steckenbleibt. Die traditionelle Wundversorgung ist ressourcenintensiv und erfordert häufige persönliche Besuche, die vor allem für die oft bewegungseingeschränkten Patientinnen und Patienten eine Belastung darstellen. Eine App namens Wunderkint soll nun für Entlastung sorgen. Der Name steht für „Segmentierung und Verlaufskontrolle chronischer Wunden durch Künstliche Intelligenz“.

„Normalerweise sehen wir unsere Patientinnen und Patienten nur im Intervall, zum Beispiel einmal im Quartal“, berichtet Dr. Tassilo Dege, der gemeinsam mit Prof. Dr. Astrid Schmieder die Idee zur App hatte und das Projekt im Rahmen des Clinician Scientist Programms des Interdisziplinären Zentrums für Klinische Forschung (IZKF) klinisch betreut. Die Besuche der Patientinnen und Patienten seien immer nur eine Momentaufnahme. „Eine teledermatologische Versorgung hingegen bietet eine fortlaufende Beurteilung, nicht nur von der Wunde, sondern auch von der Lebensqualität der Betroffenen.“

App bietet fortlaufende Beurteilung der Wunde und Lebensqualität 

Mit der Wunderkint-App, die derzeit in einer Machbarkeitsstudie getestet wird, können die Patientinnen und Patienten regelmäßig ihre Wunde selbst fotografieren und auf einer Skala die Schmerzintensität, den Juckreiz, die Nässe der Wunde und ihre Stimmung an. Damit die KI die Größe und Röte der Wunde erkennt und analysiert, wird beim Abfotografieren eine Referenzkarte mit einer Farbskala und einem so genannten ArUco-Marker aus schwarzen und weißen Pixeln neben die Wunde gelegt. Sämtliche Daten werden auf einem sicheren Weg an die behandelnden Ärztinnen und Ärzte übermittelt, die diese auf einem Dashboard abrufen. Auf diese Weise können sie den Wundverlauf beziehungswiese die Heilung aus der Ferne in Echtzeit verfolgen, beurteilen und bei Bedarf die Therapie anpassen. Auch Terminvereinbarungen und Video-Konsultationen sind über die App möglich. 

Vergleich von Deep-Learning-Modellen, die den Wundbereich erkennen

Umgesetzt wurde die Idee der automatisierten Wundüberwachung in Zusammenarbeit mit dem Lehrstuhl für Software-Engineering (Informatik II) der Universität Würzburg. Für die technische Realisierung des zugrundeliegenden Software-Projekts sowie das Trainieren der KI-Modelle war Vanessa Borst verantwortlich - Doktorandin am Lehrstuhl für Software-Engineering unter der Leitung von Prof. Dr. Samuel Kounev. Da die automatische Wunderkennung in der medizinischen Bildgebung noch unterrepräsentiert war, verglich sie zunächst verschiedene Deep-Learning-Modelle und fütterte die KIs im Rahmen des technischen Gesamtkonzepts WoundAmbit mit tausenden von öffentlichen Wundbildern, damit diese lernen, die Wundränder und Wundfläche auf dem Foto präzise zu identifizieren. Die KI musste erkennen, welche Bildbereiche zur Wunde gehören und welche nicht, sodass sich Form und Größe exakt bestimmen lassen. Um die Verlässlichkeit der KI bei der Analyse von Wundbildern des UKWs zu prüfen, verglich das Forschungsteam die von der KI erkannten Wundflächen mit den Einschätzungen erfahrener Medizinerinnen und Medizinern – basierend auf einem eigens dafür erstellten Datensatz von Tassilo Dege. Das so entwickelte KI-Modul bildet die Grundlage für die Funktionalität der Wunderkint-App.

Best Student Paper Applied Data Science Track für Brückenschlag zwischen modernster semantischer Segmentierung und realer Wundversorgung

Diese so genannte semantische Segmentierung galt es sodann mit der realen Wundversorgung zu verbinden. „Konkret bedeutet das: Aus den von der KI erkannten Wundflächen mussten verlässliche Größenangaben in Millimetern oder Zentimetern abgeleitet werden. Gerade unterschiedliche Aufnahmebedingungen – etwa wenn die Kamera einmal näher und einmal weiter von der Wunde entfernt ist – machen diese Umrechnung besonders herausfordernd“, erläutert Vanessa Borst. Für diesen Brückenschlag, also dem Übertrag der hochentwickelten KI auf die praxisnahe, verständliche und nützliche Versorgung, gewann die Informatikerin jetzt auf der European Conference on Machine Learning and Principles and Practice of Knowledge Discovery in Databases (ECML PKDD) 2025 in Porto (Portugal) den „Best Student Paper Applied Data Science Track“. Den Beitrag „WoundAmbit: Bridging State-of-the-Art Semantic Segmentation and Real-World Wound Care“ stellte sie am 18. September 2025 in Porto persönlich vor. ECML PKDD ist die wichtigste europäische Konferenz zu Maschinellem Lernen und Data Mining – also zur Entdeckung von Mustern in großen Datenmengen.

Machbarkeitsstudie testet Praxistauglichkeit der App Wunderkint 

Eine laufende Machbarkeitsstudie testet derzeit die Praxistauglichkeit der App. Erste Ergebnisse zeigen eine ausgezeichnete Benutzerfreundlichkeit, eine positive Akzeptanz bei Patientinnen und Patienten sowie eine deutliche Entlastung des medizinischen Personals.

„Wobei der persönliche Kontakt zum Arzt oder zur Ärztin nicht zu unterschätzen ist und wahrscheinlich zum Heilungsprozess dazugehört“, betont Astrid Schmieder. Sie versteht die Digitalisierung in der Wunderkint-Zielgruppe eher als ein „Add-on“. „Durch die App lernen unsere Patientinnen und Patienten mehr über ihre Erkrankung und den Umgang damit. Das gibt ihnen Mut, Zuversicht und Sicherheit, die Wunde fachgerecht zu behandeln, was zu einer schnelleren Wundheilung führt.“

Die Dermatologin arbeitet mit ihrem Team an verschiedenen Digitalisierungsprojekten, um die Behandlungen verschiedener Krankheitsbilder zu verbessern und die Lebensqualität der Betroffenen zu steigern. „Wir werden künftig digitale Medien haben, die genau auf unsere Bedürfnisse zugeschnitten sind“, sagt Schmieder. Am Zeitalter der Digitalisierung findet sie besonders spannend, dass sowohl das medizinische Personal als auch die Patientinnen und Patienten die Möglichkeit haben, dieses mitzugestalten.

Stimmen Sie ab für Vanessa Borst als IT Woman of the Year 2025
Vanessa Borst (28) wurde für die Reader’s Choice Awards des Women’s IT Network (WIN) und der Vogel IT Akademie nominiert. Die Awards werden auf dem FIT 2025 Kongress am 27. November in Augsburg verliehen. Ausgezeichnet werden Frauen aus Business IT, eHealth und eGovernment in den Kategorien Digital Transformation, Start Up und Leadership. Hier geht es zur Abstimmung: https://www.fit-kongress.de/award#Abstimmung – durchklicken zum Bereich „Women in eHealth“, weiter zur Kategorie „Young Leader“ und dann Vanessa Borst wählen. 
„Diese Nominierung ist nicht nur eine persönliche Anerkennung, sondern auch eine Gelegenheit, das Bewusstsein für KI-Anwendungen in der Medizin zu schärfen, die wirklich etwas bewegen können“, freut sich die Doktorandin.  

Text: Wissenschaftskommunikation / KL 

Infektionskrankheiten sind einer der häufigsten Gründe für einen Arztbesuch in der hausärztlichen Versorgung. Nicht jede Infektion erfordert jedoch die Einnahme von Antibiotika. Ärztinnen und Ärzten in der Primärversorgung, also in den Bereichen Allgemeinmedizin, Kinder- und Jugendmedizin, kommt demnach eine zentrale Rolle zu. Sie müssen entscheiden, wann die Gabe eines Antibiotikums sinnvoll und angemessen ist. Denn nur durch einen gezielten und verantwortungsvollen Einsatz von Antibiotika können Resistenzentwicklungen verhindert werden, sodass diese lebenswichtigen Medikamente auch in Zukunft wirksam bleiben. Der Fachbegriff hierfür lautet „Antimicrobial Stewardship“, kurz AMS. 

100 Wissenschaftler aus der ganzen Welt diskutierten in Würzburg aktuelle Erkenntnisse zur Infektionsforschung in der Primärversorgung

Um AMS ging es auch auf der 27. Jahreskonferenz des General Practice Research on Infections Network (GRIN). „GRIN ist eine im Bereich AMS-Forschung in der Primärversorgung einzigartige internationale Vernetzung, die sich einmal jährlich an wechselnden Orten Europas trifft und viele Studien auch ‚vernetzt‘ durchführt“, berichtet Prof. Dr. Ildikó Gágyor, Direktorin des Instituts für Allgemeinmedizin am Uniklinikum Würzburg (UKW). In diesem Jahr war Ildikó Gágyor mit ihrem Team, bestehend aus Alexandra Greser, Dr. Peter K. Kurotschka, Vanessa Meyer und Bianca Steinmann, für die Organisation des GRIN-Meetings zuständig. Rund 100 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus Europa, Australien und den USA waren ihrer Einladung gefolgt, um am 19. und 20. September im Burkardushaus, dem Tagungszentrum am Würzburger Dom, aktuelle Erkenntnisse zur Infektionsforschung in der Primärversorgung zu diskutieren. 

Ildikó Gágyor: „Antimikrobielle Resistenz kann zwar regional sehr unterschiedlich ausfallen, es ist jedoch ein globales Problem das keine Grenzen kennt. Daher ist es wichtig, dass wir national und international unsere Anstrengungen bündeln, um die daraus resultierende Gesundheitsgefahr abzuwenden.“ 

Am Freitagmorgen standen zunächst neue Forschungsansätze im Fokus. Dazu gehörten Beiträge zur Verbesserung der Überwachung sexuell übertragbarer Erkrankungen, zu visuellen Kommunikationsstrategien für einen verantwortungsvollen Umgang mit Antibiotika, zur Einführung einer globalen KI zur Infektionsbewertung sowie KI-gestützte Diagnose- und Behandlungsentscheidungen bei Harnwegsinfektionen. Ein weiterer Schwerpunkt lag auf sogenannten Point-of-Care- und Diagnostiktests, die in der Praxis schnell und präzise Ergebnisse liefern sollen.

Wirksamkeit der Point-of-Care Mikroskopie und Urinteststreifen in der Diagnosesicherung unkomplizierter Harnwegsinfektionen 

Harnwegsinfektionen gehören zu den häufigsten Beratungsanlässen in der Allgemeinmedizin. Daher wurde ihnen ein eigener Themenblock gewidmet. Unter anderem wurden Strategien zur Verbesserung der Antibiotikaverschreibung in Pflegeheimen, die Informationsbedürfnisse von Patientinnen mit wiederkehrenden Infekten sowie neue Erkenntnisse zu Resistenzmustern diskutiert.

In diesem Rahmen stellte Peter Kurotschka vom Institut für Allgemeinmedizin die ersten Ergebnisse der cluster-randomisierten Pilotstudie MicUTI vor. An der Studie nahmen mehr als 150 Patientinnen aus 20 Hausarztpraxen des Bayerischen Forschungsnetzes in der Allgemeinmedizin (BayFoNet) im Raum Würzburg und Erlangen teil. Frühere Studien haben gezeigt, dass sich bei etwa der Hälfte der Frauen die Beschwerden der Harnwegsinfektionen spontan zurückbilden, und sie deshalb nicht von Antibiotika profitieren. In dieser Studie wurde geprüft, ob mithilfe von Urinteststreifen und mikroskopischen Untersuchung des Urins unmittelbar in der Praxis die Diagnose einer Harnwegsinfektion verbessert und eine gezielte Therapieentscheidung getroffen werden kann. Die Ergebnisse der Studie wurden bereits zur Publikation in einer internationalen Fachzeitschrift angenommen und erscheinen in Kürze. 

Einblicke in die Geheimnisse von Antibiotikaresistenzen und Empfindlichkeitstestungen 

Den Auftakt des Nachmittagsprogramms gestaltete Prof. Dr. Oliver Kurzai mit der sogenannten Keynote Lecture, dem Hauptvortrag, indem er die Mechanismen der Resistenzbildung von Krankheitserregern und deren Folgen bei Pilzerregern darstellte. Der Inhaber des Lehrstuhls für Medizinische Mikrobiologie und Mykologie am Institut für Hygiene und Mikrobiologie der Universität Würzburg sowie Leiter des Nationalen Referenzzentrums für invasive Pilzinfektionen (NRZMyk) gewährte Einblicke in neue wissenschaftliche Erkenntnisse zu Antibiotikaresistenzen und Empfindlichkeitstestungen. 

Atemwegsinfektionen, Infektionsmanagement bei Kindern und AMS 

Im Anschluss richtete sich der Blick auf Atemwegsinfektionen. Es wurden Studien zu Lungenentzündung, viral bedingten Atemwegsinfektionen, Prognosemodellen zum Risiko eines schweren Verlaufs bei Patientinnen und Patienten mit Atemwegsinfektionen, sowie zur Leitlinienadhärenz präsentiert. Den Abschluss des ersten Konferenztags bildete ein Block zum Infektionsmanagement bei Kindern, in dem unter anderem der Antibiotikaeinsatz bei Atemwegssymptomen und elterliche Entscheidungsfaktoren thematisiert wurden.

Am Samstag lag ein weiterer Schwerpunkt auf Atemwegsinfektionen. Die Themen reichten von Behandlungskonzepten für Post-Covid-Patienten über Erfahrungen aus der Pandemie in Schweden bis hin zum Einsatz von Lungenultraschall und neuen Schnelltests in der Hausarztpraxis. Im Anschluss fand eine Session zum Thema Antibiotic Stewardship statt, in der nationale Programme, innovative Kommunikationsstrategien und Verschreibungsmuster in Europa beleuchtet wurden. Den Abschluss bildeten Beiträge zu häufigen Infektionen in der Primärversorgung, darunter Sepsis-Scores im ärztlichen Bereitschaftsdienst, Haut- und Weichteilinfektionen sowie die Erwartungen der Bevölkerung an den Verlauf akuter Infektionen.

Mit ihrem vielseitigen Programm bot die GRIN-Jahreskonferenz 2025 eine umfassende Plattform, um Forschung und Praxis enger zu verzahnen und gemeinsam Lösungen für eine bessere Infektionsversorgung in der Allgemeinmedizin zu erarbeiten. Die 28. GRIN-Jahreskonferenz wird am 25. und 26. September 2026 in Dublin (Irland) stattfinden.

Text: Wissenschaftskommunikation / KL

Würzburg. Die Erforschung von Blutplättchen (Thrombozyten) und ihrer Vorläuferzellen, den Megakaryozyten, ist ein Paradebeispiel für die Verbindung von Grundlagenwissenschaft und klinischer Medizin. Was vor wenigen Jahrzehnten noch als Randthema galt, ist heute ein zentrales Forschungsfeld mit unmittelbarer gesellschaftlicher Relevanz – und wird sicherlich auch in den kommenden Jahren entscheidend dazu beitragen, Krankheiten besser zu verstehen und wirksamer zu behandeln.

Zahlreiche neue Erkenntnisse und Behandlungsansätze wurden bei der 7th EUPLAN International Conference vorgestellt und diskutiert. Das Treffen des europäischen Blutplättchen-Netzwerks (European Platelet Network) fand vom 17. bis 19. September 2025 im Rudolf-Virchow-Zentrum in Würzburg statt. 150 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus 17 Ländern waren der Einladung von Prof. Dr. Bernhard Nieswandt, Leiter des Instituts für Experimentelle Biomedizin I am Uniklinikum Würzburg (UKW), und Prof. Dr. Markus Bender gefolgt. 

Der Lehrstuhl ist auch als „The Würzburg Platelet Group“ bekannt. Insgesamt fünf Arbeitsgruppen beschäftigen sich hier mit der Grundlagen-, translationalen und klinischen Forschung auf dem Gebiet der Thrombozyten- und Megakaryozytenbiologie bei Gesundheit und Krankheit. Ihre Mission ist es, ein umfassendes Verständnis des Thrombozyten-Megakaryozyten-Systems bei thrombotischen, entzündlichen und malignen Erkrankungen zu erlangen, um letztendlich neue Behandlungskonzepte für diese Erkrankungen zu entwickeln.

Hochaktive Akteure in einem komplexen Netzwerk biologischer Prozesse

In einem einzigen Tropfen Blut befinden sich etwa 12 Millionen Thrombozyten. Die kleinen, kernlosen Zellen entstehen im Knochenmark, wo sie von großen, mehrkernigen Zellen, den sogenannten Megakaryozyten, gebildet werden. Ein einzelner Megakaryozyt kann Tausende Thrombozyten produzieren, indem er diese am Ende seiner langen Fortsätze abschnürt. Nach ihrer Freisetzung zirkulieren die Blutplättchen bis zu zehn Tage lang im peripheren Blut, bevor sie abgebaut werden. 

In den vergangenen Jahren hat die Forschung immer mehr Funktionen entdeckt, die Blutplättchen in unserem Körper ausüben. Sie sind nicht nur für die lebenswichtige Wundstillung (Hämostase) und die pathologische Gerinnselbildung in unseren Gefäßen (Thrombose) verantwortlich, sondern übernehmen auch zentrale Funktionen bei Entzündungsreaktionen und der Immunabwehr. Die neu gewonnenen Erkenntnisse verändern unser Verständnis von Krankheitsbildern wie Schlaganfällen und Herzinfarkten, aber auch von seltenen Blutungsstörungen, Krebs und Infektionen. Sie tragen dazu bei, neue Therapien zu entwickeln. 

Die Würzburg Platelet Group: Bender, Nagy, Nieswandt, Schulze und Stegner

Prof. Dr. Bernhard Nieswandt identifizierte zum Beispiel Thrombozyten als Verursacher für Entzündungsreaktionen im Gehirn nach einem ischämischen Schlaganfall. Er prägte den Begriff der Thrombo-Inflammation, die ein zentraler Pathomechanismus für eine Vielzahl weiterer Erkrankungen ist. Nieswandt und sein Team untersuchen unter anderem, welche Eiweiße auf der Oberfläche der Blutplättchen und welche Signalwege im Zellinneren ihre Aktivität steuern Sie entwickeln neue Therapieansätze, zum Beispiel Antikörper, die gefährliche Blutgerinnsel verhindern sollen. 

Prof. Dr. Markus Bender befasst sich unter anderem mit den Mechanismen hinter der sogenannten Thrombozytopenie. Dieser Mangel an Blutplättchen ist ein häufiges klinisches Problem, das mit einem erhöhten Blutungsrisiko verbunden ist. Da Thrombozytentransfusionen lebensbedrohliche Blutungen verhindern können, erforscht Bender mit seinem Team, wie sich eine spenderunabhängige Thrombozytenproduktion optimieren lässt. Weitere Schwerpunkte sind Veränderungen des Zytoskeletts in Thrombozyten, sowohl auf grundlegender als auch auf translationaler Forschungsebene, und wie altersbedingte Entzündungsprozesse im Knochenmark die Funktion von Megakaryozyten und Blutplättchen beeinflussen. 

Prof. Dr. David Stegner und seine Arbeitsgruppe machen mithilfe modernster Mikroskopietechniken vaskuläre Prozesse sichtbar und untersuchen, wie Blutplättchen mit Immunzellen zusammenwirken und dabei Entzündungen und Gefäßschäden verursachen, wie sie beispielsweise bei Schlaganfall oder Herzinfarkt auftreten. Das Ziel besteht darin, die zugrundeliegenden Mechanismen besser zu verstehen und neue Behandlungsmöglichkeiten zu entwickeln.

Dr. Zoltan Nagy erforscht mit seiner Emmy-Noether-Forschungsgruppe die Entwicklung und Reifung von Megakaryozyten. Durch ein besseres Verständnis der molekularen Mechanismen der Plättchenbildung möchte er dazu beitragen, Erkrankungen wie Thrombozytopenie oder Knochenmarkfibrose gezielter behandeln zu können. Langfristig streben die Forschenden die Entwicklung neuer Strategien an, um Blutplättchen im Labor herzustellen oder die Plättchenproduktion im Körper zu steigern – ein wichtiger Ansatz angesichts des steigenden Bedarfs an Blutplättchenspenden.

Prof. Dr. Harald Schulze hat seinen Schwerpunkt in der Experimentellen Hämostaseologie, also der Lehre von der Blutgerinnung und ihren Störungen. Mit seiner Arbeitsgruppe erforscht er die Entstehung von Blutplättchen im Knochenmark. Darüber hinaus konzentriert er sich auf Defekte in der Thrombozytenproduktion oder -funktion bei erblichen Blutgerinnungsstörungen beim Menschen sowie bei erworbenen Defekten, wie sie bei Patientinnen und Patienten mit Sepsis oder COVID-19 auftreten. Auf der „7th EUPLAN International Conference“ hielt er eine Keynote-Lecture zum Thema „Thrombozyten-Subpopulationen, Immunthrombose und Thrombo-Inflammation – Wie können wir die Thrombozytenfunktion(en) an der Schnittstelle zwischen Hämostase und Entzündung bestimmen?“

Acht Keynote Lectures auf der 7th EUPLAN International Conference

Insgesamt standen acht Keynote Lectures auf dem Programm. Den Eröffnungsvortrag hielt Prof. Dr. Alessandra Balduini aus Pavia in Italien, die mit ihrem Team ein 3D-Knochenmarkmodell entwickelt hat. Mithilfe dieses Modells ist es möglich, Thrombozyten außerhalb des Körpers zu produzieren und die Mechanismen der Thrombozytenproduktion sowie die Wirkung von Medikamenten zu untersuchen. Für die zweite Eröffnungsrede konnte Prof. Dr. Wolfgang Bergmeier von der US-amerikanischen University of North Carolina gewonnen werden. Er stellte neue Erkenntnisse zur Regulierung der sogenannten Integrinaffinität vor. Dabei handelt es sich um die Bindungsstärke (Affinität) von Zelloberflächenrezeptoren (Integrine).

Aus drei macht eins! Das European Platelet Network EUPLAN

Die EUPLAN International Conference baut auf Konferenzen auf, die bereits in den 1980er Jahren stattgefunden haben. So gab es von 1983 bis 2010 zwölf Konferenzen in Erfurt, die den Titel „Erfurt Conference on Platelets” trugen. Im Jahr 1986 startete zudem in Ascheberg bei Münster eine deutsche Konferenzreihe, die sich später zu einer internationalen Reihe entwickelte und zunehmend auch außerhalb Deutschlands stattfand. Darüber hinaus trafen sich regelmäßig Expertinnen und Experten aus der Thrombozyten-Forschung im Vereinigten Königreich Großbritannien und Nordirland (UK). Im Jahr 2010 wurden in Nottingham (UK) schließlich unter der Federführung von Prof. Stan Heptinstall, einem der führenden Experten auf dem Gebiet der Plättchenphysiologie und -diagnostik, die drei Reihen aus Deutschland und Großbritannien zum großen European Platelet Network (EUPLAN) zusammengeführt, um die grundlegende und klinische Forschung in der Thrombozytenbiologie stärker miteinander zu vernetzen. Die erste EUPLAN-Konferenz fand 2012 in Maastricht (Niederlande) statt. Seither kommen im Zwei-Jahres-Rhythmus Expertinnen und Experten in verschiedenen europäischen Städten zusammen, um sich über ihre wissenschaftlichen Erkenntnisse zu Thrombozyten und ihren Mutterzellen, den Megakaryozyten, auszutauschen.

Damit die dreitägige Konferenz allen offensteht – von etablierten Expertinnen und Experten bis hin zum Forschungsnachwuchs – und der Wissenstransfer nicht an finanziellen Hürden scheitert, sind die Registrierungsgebühren bewusst niedrig gehalten. „Dafür organisieren wir hier alles selbst“, sagt Markus Bender, der den wissenschaftlichen Teil der Konferenz gemeinsam mit Bernhard Nieswandt erarbeitet hat. Für die Administration ist Kerstin Siegmann verantwortlich. Für die Entlastung des Budgets konnten zudem einige Partner aus der Industrie gewonnen werden.

Text: Wissenschaftskommunikation / KL

Würzburg. Im Herbst sind Spinnen besonders aktiv und gut sichtbar. Zu dieser Zeit sind viele Arten ausgewachsen, auf Partnersuche und bauen größere Netze, um möglichst viel Nahrung zu fangen. Gleichzeitig suchen sie bei sinkenden Temperaturen Schutz in Wohnräumen. Für die meisten Menschen sind Spinnen ein ganz normaler Teil dieser Jahreszeit. Bei vielen lösen die achtbeinigen Tierchen mit ihren zahlreichen Augen jedoch Ekel und Unbehagen aus. Klinisch relevant wird die Spinnenangst, wenn sie Panikreaktionen wie Fluchtverhalten, Herzrasen, Schweißausbrüche und Atemnot auslöst. Die Arachnophobie, wie die Spinnenangst medizinisch bezeichnet wird, kann jedoch behandelt werden. 

Ein einzelnes negatives Kindheitserlebnis mit einer Spinne kann bereits die Angst auslösen oder verstärken

Am Zentrum für Psychische Gesundheit (ZEP) des Universitätsklinikums Würzburg (UKW) läuft derzeit die Studie „SpiderMEM”. Darin wird untersucht, ob und wie die transkranielle Magnetstimulation (TMS) das Angstgedächtnis von Menschen mit Spinnenangst verändern kann. „Das Gehirn speichert besonders emotionale oder bedrohliche Erfahrungen in einem Angstgedächtnis ab. Wenn eine Spinne mit Panik oder Schreck verknüpft wird, können schon der bloße Anblick oder sogar der Gedanke daran ähnliche Angstreaktionen hervorrufen“, erklärt Dr. Lisa Cybinski, Psychologin am ZEP. „Ein einzelnes negatives Kindheitserlebnis mit einer Spinne kann bereits die Angst auslösen oder verstärken. Auch das wiederholte Beobachten von Angstreaktionen von Familienmitgliedern oder kognitive Verzerrungen durch Horrorgeschichten können zur Entwicklung von Spinnenangst beitragen. 

Mit TMS spezifische neuronale Prozesse im Angstgedächtnis so zu beeinflussen, dass die Angst danach weniger stark ausgeprägt ist

Bei der TMS werden über eine Spule am Kopf gezielt magnetische Impulse durch die Schädeldecke an bestimmte Hirnareale abgegeben, um deren Aktivität zu beeinflussen. Die TMS ist relativ sicher, gut verträglich und wird bereits erfolgreich bei anderen psychischen Erkrankungen, wie etwa Depressionen, eingesetzt. „Unser Ziel ist es, mit TMS spezifische neuronale Prozesse im Angstgedächtnis so zu beeinflussen, dass die Angst danach weniger stark ausgeprägt ist“, erklärt Prof. Dr. Martin Herrmann, der Leiter der von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) geförderten Studie „SpiderMEM“. Die Stimulation dauert insgesamt 15 Minuten. Um die Wirkung der TMS wissenschaftlich fundiert zu überprüfen, erhält ein Teil der Probandinnen und Probanden eine Placebo-Stimulation. Darüber hinaus wird ein Teil der Teilnehmenden kurz vor der TMS mit einer realen Spinne konfrontiert. Zusätzlich erfolgen bei denjenigen, die keine Metallteile am Körper haben, vor und nach der Behandlung MRT-Untersuchungen des Gehirns. Die MRT-Bilder helfen dabei, zu verstehen, welche Hirnregionen an der Verarbeitung von Angst beteiligt sind und wie sich diese durch die Behandlung verändern. 

Allein die Teilnahme an der Studie kann helfen, die Spinnenangst zu lindern

„Die bisherigen Ergebnisse sind ermutigend: Eine Woche sowie drei Monate nach der Behandlung zeigen viele Teilnehmende weniger Angst und Vermeidungsverhalten – und das unabhängig von der TMS-Behandlung“, sagt Dr. Lisa Cybinski. Auch das Studienteam erfährt erst nach Abschluss der doppelblinden Studie, wer von den Teilnehmenden eine aktive TMS erhalten hat und ob diese einen zusätzlichen Effekt hat. „Doch schon jetzt zeigt sich: Allein die Teilnahme an der Studie kann helfen, die Spinnenangst zu lindern“, so Cybinski. Viele profitieren bereits davon, dass sie sich aktiv mit ihrer Angst auseinandersetzen. 

Für zahlreiche Studienteilnehmende endet der erste Kontakt mit einer einfachen Hausspinne kurz nach Betreten des Raumes: Sie verspüren Angst und entwickeln Fluchtreflexe. Doch wenige Wochen später nähern sich viele der Hausspinne nicht nur, einige berühren sie sogar mit einem Pinsel oder dem bloßen Finger. Manchen gelingt das sogar schon einen Tag nach der Behandlungssitzung mit einer lebenden Vogelspinne“, schildert Lisa Cybinski ihre Beobachtungen. 

Studienteilnahme weiterhin möglich 

Gesucht werden weiterhin Erwachsene zwischen 18 und 60 Jahren, die unter Spinnenangst leiden und die Ein- und Ausschlusskriterien erfüllen. So dürfen beispielsweise keine psychischen Erkrankungen oder Kontraindikationen für eine TMS vorliegen. Die Studienteilnahme ist kostenlos und anonym. Sie umfasst ein Telefongespräch, eine diagnostische Voruntersuchung, eine Behandlungssitzung mit TMS sowie mehrere Nachuntersuchungen, die sich über einen Zeitraum von etwa vier Monaten verteilen. Der Gesamtzeitaufwand beträgt 3,5 bis 4,5 Stunden. Alle Teilnehmenden erhalten eine Aufwandsentschädigung in Höhe von 35 bis 45 Euro. Wer Interesse hat, kann sich gern unverbindlich beim Studienteam per E-Mail melden, um weitere Informationen zu erhalten: Spider_VR@ ukw.de 

Würzburg. Bei fast allen soliden Tumoren - also Krebserkrankungen mit fester Gewebestruktur - gilt der Nachweis von Tumorzellen in den Lymphknoten als entscheidender Marker für das Fortschreiten der Krankheit. Ein Lymphknotenbefall hat maßgeblichen Einfluss auf die Therapieentscheidung und die Überlebenschancen der Patientinnen und Patienten. Vor allem solide Tumore in der Brust, auf der Haut oder im Magen-Darm-Trakt nutzen das Lymphsystem als Hauptweg zur Fernmetastasierung, beispielsweise in die Lunge, die Leber und die Knochen. Dabei spielen Lymphknoten eigentlich eine wichtige Rolle im Immunsystem. Sie dienen als Treffpunkt für verschiedene Immunzellen, die gemeinsam Krankheitserreger erkennen und bekämpfen. 

Genau diese Schnittstelle zwischen Metastasierung und Immunität ist das Forschungsgebiet von Dr. Angela Riedel, molekulare Biotechnologin und Juniorgruppenleiterin am Mildred-Scheel-Nachwuchszentrum (MSNZ) am Uniklinikum Würzburg (UKW). Ihre neuesten Entdeckungen veröffentlichte sie gerade in Immunity, einer der renommiertesten Fachzeitschriften in der Immunologie. Mit ihrem kleinen Team gelang es ihr, eine umfangreiche und umfassende Studie durchzuführen, die sowohl Daten von Patientinnen als auch Mausmodellen umfasste und eine Vielzahl von Experimenten zur Generierung und Untermauerung der Hypothesen beinhaltete.

Gemeinsam schauten sie sich die Lymphknoten von Mausmodellen und Patientinnen mit triple-negativem Brustkrebs (TNBC) an. Dabei handelt es sich um eine aggressive Form des Mammakarzinoms, die etwa zehn bis 15 Prozent aller Brustkrebserkrankungen ausmacht und häufig junge Frauen betrifft. Zielgerichtete Standardtherapien wie die moderne Hormontherapien kommen hier aufgrund eines Mangels an drei Schlüsselmerkmalen nicht in Frage. 

Prämetastatisches Milieu im Lymphknoten – Monozyten werden korrupt, FRCs zu Komplizen

Im Fokus ihrer Untersuchungen stand der Tumor-drainierende Lymphknoten, der dem Brustkrebs am nächsten ist. Da er als Erster die vom Tumor ausgeschüttete Flüssigkeit filtert, wird er auch als Wächterlymphknoten (Sentinel Lymph Node, SLN) bezeichnet. Angela Riedel konnte mit ihrer Arbeitsgruppe erstmals nachweisen, dass der Tumor bereits vor seiner Ansiedlung die Umgebung der drainierenden Lymphknoten manipuliert. Dies führt zu einer veränderten Immunantwort, die wiederum die Entstehung von Fernmetastasen begünstigt. 

„Wir müssen die Metastasierung noch besser verstehen, um sie verhindern zu können“, betont Angela Riedel. „Denn das Wachsen von Metastasen in überlebenswichtigen Organen stellt ein erhebliches Hindernis für die erfolgreiche Behandlung von Brustkrebs Patientinnen dar. Indem wir jedoch den Immunevasionsmechanismus im Lymphknoten adressieren, können wir das Metastasierungsrisiko verringern.“

Als Hauptakteure für die Umprogrammierung der Lymphknoten identifizierte ihre Arbeitsgruppe die sogenannten fibroblastischen Retikulumzellen (FRCs). Diese bilden das strukturelle Gerüst der Lymphknoten und setzen über die Zytokine CCL2 und CCL7 spezielle Signale frei, die Monozyten anziehen. Monozyten sind die größten Zellen der weißen Blutkörperchen und spielen eine Schlüsselrolle im Immunsystem. Das Team von Angela Riedel beobachtete jedoch, dass die Monozyten in den TNBC-Lymphknoten korrupt wurden und die Aktivität von T-Zellen blockierten, die normalerweise für die Zerstörung von Krebszellen verantwortlich sind.

Metastatische Nischen bieten Schutzraum für Tumorzellen 

„Mithilfe neuester Methoden, wie der räumlichen Transkriptomik, der Einzelzell-RNA-Sequenzierung, der Proteomik, und der Immunfluoreszenz, die wir eigenständig im Labor etabliert haben, konnten wir entschlüsseln, dass sich diese suppressiven Monozyten zusammen mit FRCs und T-Zellen in bestimmten Nischen innerhalb der Lymphknoten ansammeln“, berichtet Moutaz Helal, der gemeinsam mit Greta Mattavelli Erstautor der hochrangig publizierten Studie ist. Er verstärkt seit April 2020 die AG Riedel im Rahmen seiner Masterarbeit und seit Oktober 2021 als Doktorand. Nach seinem Bachelor-Abschluss in Pharmazie in Ägypten absolvierte er seinen Master im Bereich Molekulare Onkologie im Rahmen des Biochemie-Studiengangs an der Universität Würzburg. Im MSNZ entdeckte er schließlich seine Liebe zur Bioinformatik. Die herausragend gute und moderne Ausstattung des MSNZ und die der Core Facilities auf dem Campus, sind ihm zufolge außergewöhnlich.

Doch wie kommt es dazu, dass die FRCs die Immunflucht unterstützen und die Bildung dieser gefährlichen prä-metastatischer Nischen begünstigen? Das Team konnte zeigen, dass die FRCs über den Toll-like-Rezeptor 4 (TLR4) aktiviert werden. TLR4 ist eigentlich ein Sensor auf der Oberfläche von Zellen des Immunsystems, der wie eine Alarmanlage funktioniert und Gefahren meldet. Manchmal wird er jedoch vom Tumor missbraucht, um das Immunsystem zu bremsen. 

Weniger Metastasen in der Lunge durch gezielte TLR4-Blockade

Die Arbeitsgruppe stellt sich die Frage: Was passiert, wenn dieser Rezeptor gezielt im drainierenden Lymphknoten blockiert wird? „Unsere Untersuchungen an Mäusen ergaben, dass sich durch die gezielte Inhibition in Kombination mit einer modernen PD1-Immuntherapie die T-Zell-Aktivität wiederherstellen lässt und die Fernmetastasierung in der Lunge signifikant reduziert wird“, berichtet Greta Mattavelli. „A day to remember“, nennt die gebürtige Italienerin den Tag, an dem sie erstmals gesehen hat, dass die Therapie im Mausmodell Erfolg hat. Greta Mattavelli begann ihre Promotion im Oktober 2020 als erste Doktorandin im Labor von Angela Riedel. Ihren Bachelor und Masterabschluss in Medizinischer und Molekularer Biotechnologie erwarb sie in Mailand. In der Studie betreute sie die Laborarbeiten, was zum Teil Nachtschichten und Wochenendeinsätze des gesamten Teams erforderte. Und die Wege über den Campus zur Frauenklinik und Pathologie sind ihr mehr als geläufig. 

In Zusammenarbeit mit der von Prof. Dr. Achim Wöckel geleiteten Frauenklinik am UKW und dem von Prof. Dr. Andreas Rosenwald geleiteten Institut für Pathologie konnte das Team in Proben von Patientinnen bestätigen, dass der gleiche Prozess auch beim Menschen mit TNBC zu erkennen ist. Somit besteht die Möglichkeit, dass Therapien, die auf diese Lymphknotenumgebung abzielen, auch die Aussichten für Patientinnen mit aggressivem Brustkrebs verbessern könnten.

PD-L1 auf Monozyten im Lymphknoten als Marker für PD-1-Immuntherapie

Bereits Anfang 2018 wurde bei Vorliegen einer PD-L1-Expression auf dem Primärtumor eine Immuntherapie, in der Regel in Kombination mit einer Chemotherapie, als Erstlinienbehandlung in klinischen Leitlinien etabliert. Hintergrund: Das vom Tumor exprimierte Oberflächenprotein PD-L1 (Programmed Death Ligand 1) bindet sich an den PD-1-Rezeptor auf T-Zellen und signalisiert diesen, den Tumor nicht anzugreifen. Eine Immuntherapie mit Antikörpern blockiert diese Bindung, sodass der Tumor seine Tarnung verliert und die körpereigenen T-Zellen wieder ihre natürliche Abwehrkraft entfalten können. PD-L1 befindet sich jedoch auch – oft in erhöhter Konzentration – auf Monozyten im prämetastatischen Gewebe der Lymphknoten. Eine PD-1-Immuntherapie, welche die Bremse löst und die T-Zellen wieder aktiviert, könnte demnach auch unabhängig von der immunhistochemischen Analyse des Mammakarzinoms in der frühen Phase von Brustkrebs wirkungsvoll sein. Laut Riedel könnte daher auch die Expression von PD-L1 auf Zellen des Tumor-drainierenden Lymphknotens als Marker und Kriterium für eine PD-1-Immuntherapie untersucht werden.

Ferner laufen in der AG Riedel weitere Untersuchungen zur Verabreichung der Immuntherapie – systemische Therapie versus lokale Therapie. Im Brustkrebs-Mausmodell haben die Forschenden bereits beobachtet, dass die Immuntherapie besser wirkt, wenn sie subkutan, möglichst nah an den Lymphknoten, verabreicht wird. Auch die Wahl der Chemotherapie, die mit der Immuntherapie kombiniert wird, wird überprüft. Ein weiterer Schritt ist die Identifizierung von Patientengruppen, die von einer verbesserten Immuntherapie basierend auf ihrem Ansatz profitieren würden. 

„Dr. Angela Riedel ist eine exzellente Wissenschaftlerin und ihre gelungene Arbeit richtungsweisen“, lobt Prof. Dr. Achim Wöckel, Direktor der Würzburger Universitäts-Frauenklinik. „Tripel-Negativer Brustkrebs ist aufgrund der Metastasierungsmuster trotz wirksamer Therapien weiterhin eine hoch aggressive Erkrankung. Ich freue mich sehr, dass wir gemeinsam mit der Arbeitsgruppe von Angela Riedel mehr Verständnis zu den Interaktionen von Tumorzellen und Immunsystem erlangen. Diese Projekte sind verbunden mit dem langfristigen Ziel innovative Therapieoptionen zur Vermeidung oder Reduktion einer Ausbreitung des Tumors zu entwickeln und deren Effektivität zu prüfen.“

Das Immunsystem gewinnt auch im Alltag eine immer größere Bedeutung in der Krebsbehandlung

Dass das Immunsystem immer mehr in den Fokus der Behandlung von Krebs und anderen Erkrankungen rückt und neueste Erkenntnisse zeitnah in die Therapieempfehlungen einfließen findet Angela Riedel nicht nur spannend, sondern auch erfreulich. So kann man selbst mit einfachen Mitteln wie Sport, Bewegung, Stressmanagement und einer gesunden Ernährung das Immunsystem und die Metastasierung positiv beeinflussen. Dazu gibt es zahlreiche Publikationen, darunter auch eine von ihr. Vor drei Jahren veröffentlichte sie im Journal Cancer Immunology Research, wie Milchsäure, die Tumore bei der Glykolyse ausschütten, die nachgeschalteten Lymphknoten reprogrammieren und die Immunabwehr blockieren. 

Kurze Zeit später zeigte sie gemeinsam mit Prof. Dr. Leo Rasche in der Fachzeitschrift Blood, wie unterschiedlich die Mikroumgebung von Myelomzellen und extramedullären Läsionen auf das Immunsystem reagiert.

Mehrere Millionen Euro Drittmittel eingeworben 

Angela Riedel studierte Molekulare Biotechnologie an der Universität Bielefeld und promovierte im Fach Molekulare Onkologie an der University of Southern Denmark in Odense. Ab 2013 arbeitete sie als Postdoktorandin an der MRC Cancer Unit der University of Cambridge, bevor sie 2017 zum Deutschen Krebsforschungszentrum in Heidelberg wechselte. 2020 übernahm sie am Mildred-Scheel-Nachwuchszentrum (MSNZ) in Würzburg die Leitung einer Juniorgruppe und hat seitdem mit Kooperationspartnern mehr als vier Millionen Euro Drittmittel eingeworben. Neben der Deutschen Krebshilfe, welche das MSNZ fördert, unterstützen die Multiple Myeloma Research Foundation (MMRF), die Else Kröner Fresenius Stiftung, die Wilhelm Sander Stiftung, das Interdisziplinäre Zentrum für Klinische Forschung (IZKF) und die Stiftung „Forschung hilft“ ihre Forschung.

Publikation: Greta Mattavelli, Moutaz Helal, Ana Cetkovic, Maximilian J. Krämer, Saskia-Laureen Herbert, Kilian Mielert, Tanja Schlaiß, Anna Frank, Emily Riemer, Mara John, Josefina del Pilar, Martinez Vasquez, Laura Kindl, Jonathan J. Swietlik, Benedikt O. Gansen, Marion Krafft, Emilia Stanojkovska, Hanna Fischer, Ute-Susann Albert, Jonas Bauer, Murilo Delgobo, Arpa Aintablian, Haisam Alattar, Manfred B. Lutz, Felix Meissner, Thordur Oskarsson, Leo Rasche, Gustavo Ramos, Andreas Rosenwald, Achim Wöckel, Angela Riedel. A TLR4-dependent fibroblast-monocyte axis in tumor-draining lymph nodes contributes to metastasis in triple-negative breast cancer. Immunity. 2025. ISSN 1074-7613. https://doi.org/10.1016/j.immuni.2025.08.015.

Text: Wissenschaftskommunikation / KL 

Würzburg. Die Tiefe Hirnstimulation (THS) ist ein etabliertes Verfahren, bei dem feinste Elektroden in bestimmte Bereiche des Gehirns implantiert werden. Diese geben elektrische Impulse ab, um krankheitsbedingte Störungen wie Parkinson-Symptome oder Bewegungsstörungen zu lindern. Das Universitätsklinikum Würzburg (UKW) zählt mit seiner herausragenden Forschung, Expertise, innovativen Technologien und Pionierleistungen zu den führenden Zentren für die THS – national wie international, allein und in Forschungsverbünden. So untersucht beispielsweise die Neurologische Klinik unter der Leitung von Prof. Dr. Jens Volkmann gemeinsam mit der Charité – Universitätsmedizin Berlin und weiteren Partnern im von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) finanzierten Transregio-Sonderforschungsbereich (SFB) TRR 295 „ReTune” die Mechanismen und Funktionen dynamischer neuronaler Netzwerke, um diese durch Hirnstimulation gezielt beeinflussen zu können. Eine intensive und erfolgreiche Zusammenarbeit besteht zudem mit der Harvard Medical School in Boston und dem Center for Brain Circuit Therapeutics am Brigham and Women's Hospital in Boston.

Im Journal Alzheimer’s & Dementia wurde gerade eine Studie aus Boston veröffentlicht, an der das UKW mit seiner Expertise und Daten maßgeblich beteiligt war. In dieser Studie wurde die THS nicht nur bei Parkinson-, sondern erstmals auch bei Alzheimer-Patientinnen und -Patienten untersucht, um zu ermitteln, welchen Einfluss sie auf das Denken und Erinnern hat. „Die THS lindert bei Parkinson motorische Symptome. Doch bei manchen Patientinnen und Patienten kommt es nach der Behandlung zu kognitiven Problemen, etwa Gedächtnis- oder Konzentrationsschwierigkeiten. In Studien mit Alzheimer-Patientinnen und -Patienten wurde hingegen beobachtet, dass eine mit dem Hippocampus verbundene THS die kognitive Funktion zu verbessern scheint“, berichtet Prof. Dr. Martin Reich, leitender Oberarzt in der Würzburger Neurologie. Dieses Paradoxon galt es zu klären. 

Netzwerkeffekte bei Parkinson – wo wirkt die Stimulation im Gehirn und welche Verbindungen bergen Risiko?

Martin Reich forschte ab 2018 als Postdoc im Labor von Prof. Michael Fox in Boston und untersuchte, wie bei Parkinson-Erkrankten Elektroden platziert werden sollten, um positive Effekte zur Reduzierung von Parkinsonsymptomen zu erreichen und negative Effekte zu verhindern. Seine im April 2022 in der Fachzeitschrift Brain veröffentlichten Ergebnisse zeigen, dass Gedächtnis- oder Denkprobleme nicht zufällig auftreten, sondern davon abhängen, welche Netzwerke im Gehirn durch Stimulation erreicht werden. Auf Basis dieser Erkenntnisse konnten die Forschenden eine „Risikokarte“ erstellen, die voraussagt, wann kognitive Probleme wahrscheinlich auftreten. Gleichzeitig zeigte die Studie, dass sich negative Effekte durch eine Umprogrammierung der Stimulationsparameter wieder rückgängig machen lassen. Das bedeutet, dass THS nicht nur lokal, sondern über ganze Gehirnnetzwerke wirkt und ein gezieltes, evidenzbasiertes Anpassen der Therapie die kognitive Funktion schützen kann.

Erweiterung auf Alzheimer-Erkrankung und individuelle Patientenfaktoren wie Alter und Hippocampus-Struktur 

Nachdem die Forschenden gezeigt hatten, in welchen Bereichen des Gehirns das Risiko für kognitive Nebenwirkungen liegt, gingen sie in der Folgestudie einen Schritt weiter und fragten, bei wem dieses Risiko besonders hoch ist – abhängig vom Alter und von strukturellen Veränderungen im Hippocampus, der für das Erinnerungsvermögen essenziell ist. Zusätzlich erweiterten sie das Modell auf die Alzheimer-Erkrankung. 

„Unsere Ergebnisse lassen vermuten, dass sowohl bei Parkinson als auch bei Alzheimer das Alter und insbesondere der funktionelle Zustand des Gedächtniszentrums im Gehirn entscheidende Rollen spielen“, erläutert Martin Reich. Das heißt, der Effekt hängt von zwei entscheidenden Faktoren ab: dem Ausmaß der Schädigung des Hippocampus, dem Gedächtniszentrum des Gehirns, und wie stark die Elektrode mit dem Hippocampus verbunden ist. 

Effekt auf kognitive Funktion hängt davon ab, ob die elektrische Stimulationsstelle mit gesundem oder atrophiertem Hippocampus verbunden ist

Wenn der Hippocampus bereits geschädigt ist, neigen Stimulationsstellen, die stärker mit ihm verbunden sind, dazu, die kognitive Funktion zu verbessern. Erscheint der Hippocampus hingegen gesund, neigen diese Stellen dazu, die kognitive Funktion zu beeinträchtigen. „Ob die kognitiven Auswirkungen der THS positiv oder negativ sind, hängt also davon ab, ob die Stelle der elektrischen Stimulation mit einem gesunden oder einem atrophischen Hippocampus verbunden ist. Da jeder Patient mehrere potenzielle Stimulationsstellen an seinen THS-Elektroden hat, könnte es möglich sein, den Ort der Stimulation zu verändern, um die kognitiven Ergebnisse zu verbessern“, resümieren Erstautor Calvin William Howard und Letztautor Michael Fox.

Publikation: Howard, C. W., M. Reich, L. Luo, N. Pacheco-Barrios, R. Alterman, A. S. Rios, M. Guo, Z. Luo, H. Friedrich, A. Pines, L. Montaser-Kouhsari, W. Drew, L. Hart, G. Meyer, N. Rajamani, M. U. Friedrich, V. Milanese, A. Lozano, A. D. S. R. Group, T. Picht, K. Faust, A. Horn and M. D. Fox (2025). "Cognitive outcomes of deep brain stimulation depend on age and hippocampal connectivity in Parkinson's and Alzheimer's disease." Alzheimers Dement 21(8): e70498. DOI: 10.1002/alz.70498

Würzburg. Nach dem Gewinn der ersten beiden Phasen des Businessplan Wettbewerbs Nordbayern (BayStartUP) überzeugte das Team von ENDOLEASE nun auch in der dritten und finalen Phase. Damit sicherte sich das Team um Anna Fleischer und Johannes Braig nicht nur ein weiteres Preisgeld in Höhe von 10.000 Euro, sondern auch die Auszeichnung als eines der vielversprechendsten MedTech-Projekte der Region. ENDOLEASE steht für „ENDOvascular reLEASE“. Dabei handelt es sich um die weltweit erste implantierbare Plattformtechnologie zur superselektiven, intraarteriellen Wirkstofffreisetzung. So funktioniert es: Das ENDOLEASE-System wird mit einem Ballonkatheter minimal-invasiv in eine Arterie platziert, die zum Zielgewebe führt. Die äußere Membran des bioresorbierbaren, röhrenförmigen Implantats grenzt das System vom Endothel ab. Darunter befindet sich ein Fasergerüst mit einem Hydrogelträger für die Wirkstoffe. Die Wirkstoffe werden über die innere Membran kontrolliert und gleichmäßig in den arteriellen Blutstrom abgegeben, sodass ausschließlich im Versorgungsgebiet der Arterie eine hohe Wirkstoffkonzentration erreicht wird. Dies steigert die Wirksamkeit, minimiert systemische Nebenwirkungen und erweitert das therapeutische Fenster, wodurch neue Therapieoptionen für schwer behandelbare Erkrankungen entstehen. 

Mit ihrer innovativen Idee und der bisherigen Entwicklungsleistung konnte das Team des Uniklinikums Würzburg bereits bei verschiedensten Wettbewerben überzeugen und wichtige Fördermittel einwerben. Im Interview schildern Dr. Anna Fleischer (34) aus der Medizinischen Klinik und Poliklinik II sowie Johannes Braig (31) vom Lehrstuhl für Funktionswerkstoffe der Medizin und der Zahnheilkunde FMZ, wie aus einer klinischen Beobachtung eine innovative Idee wurde, wie interdisziplinäre Zusammenarbeit und Unterstützung aus Würzburg das Projekt möglich machen, und wohin die Reise mit ENDOLEASE noch gehen soll.

Herzlichen Glückwunsch! Ihr habt gerade die dritte Phase des Businessplan Wettbewerbs Nordbayern gewonnen. Worum geht es denn in den einzelnen Phasen? 

Anna Fleischer: Vielen Dank! Wir haben uns riesig über die Auszeichnung gefreut. In Phase 1 ging es um die Geschäftsidee und den Kundennutzen. In Phase 2 standen Marketing und Vertrieb im Mittelpunkt und in der dritten Phase lag der Fokus auf der Umsetzungsstrategie und Finanzierung. Dass wir in allen drei Phasen überzeugen konnten, freut uns sehr und zeigt, dass unser Konzept als tragfähig anerkannt wurde. 

Was haben euch die einzelnen Phasen gebracht? 

Johannes Braig: Neben dem Preisgeld war vor allem die Sichtbarkeit für uns enorm wertvoll. So haben sich bereits potenzielle Investoren, Business Angels und strategische Partner gemeldet, die uns gern mit ihrer Expertise und privatem Kapital unterstützen möchten. 

Anna: Auch unabhängig vom Wettbewerbserfolg haben wir viel gelernt. Die strukturierte Begleitung durch jede Phase hat uns geholfen, unser Geschäftsmodell strategisch weiterzuentwickeln. Besonders hilfreich war das schriftliche Feedback der Jury, die aus erfahrenen Unternehmern, Investoren und Branchenexpert:innen bestand. Das hat uns immer wieder neue Perspektiven eröffnet – und das Projekt entscheidend vorangebracht. 

Anna, du hattest die Idee zu ENDOLEASE. Wie kam es dazu? 

Anna: Die Theorie zu ENDOLEASE entstand tatsächlich aus einem konkreten klinischen Erlebnis – aber praktisch zum Leben erweckt wurde sie durch die engagierte Zusammenarbeit mit vielen großartigen Mitstreitern. Während einer Kontrastmitteluntersuchung habe ich damals gespürt, wie präzise sich Substanzen über eine bestimmte Arterie in das Kapillargebiet eines Zielorgans leiten lassen. Da kam mir der Gedanke: Was wäre, wenn wir diese Route gezielt nutzen könnten, um Medikamente lokal – und über einen genau definierten Zeitraum – in erkranktes Gewebe einzubringen? Statt den ganzen Körper systemisch mit hohen Wirkstoffdosen zu belasten, könnten wir die Substanzen gezielt dort freisetzen, wo sie wirklich gebraucht werden. Mit minimaler Dosis, aber maximaler lokaler Wirkung

Ihr nutzt die Kapillaren, um die therapeutische Wirksamkeit im Zielgewebe zu steigern und gleichzeitig systemische Nebenwirkungen drastisch zu reduzieren. Wie funktioniert das? 

Anna: Millionen Jahre Evolution haben die Kapillaren zu hochspezialisierten Strukturen für den Stoffaustausch zwischen Blut und Gewebe geformt. ENDOLEASE nutzt genau diesen physiologischen Mechanismus: Die Wirkstoffe erreichen punktgenau das Zielgewebe, werden dort in hoher Konzentration aufgenommen und entfalten ihre Wirkung – ohne systemisch relevante Konzentrationen zu verursachen. Im venösen Rückstrom werden die verbleibenden Wirkstoffreste stark verdünnt – ein natürlicher Effekt, der die systemische Belastung minimiert.

Kannst du ein Beispiel für die Anwendung nennen? 

Bei einer Chemotherapie zum Beispiel könnte der Wirkstoff gezielt und hochkonzentriert auf einen soliden Tumor wirken, ohne sich im gesamten Blutvolumen zu verteilen – und so möglicherweise typische Nebenwirkungen wie Übelkeit, Herz- oder Leberschäden oder Neuropathien deutlich verringern. 

Aber auch andere medizinische Fachbereiche können von ENDOLEASE profitieren. 

Anna: Genau. Nachdem ich das Konzept systematisch weiterentwickelt und erste Funktionsmodelle skizziert hatte, sprach ich Key Opinion Leader aus rund einem Dutzend Fachabteilungen an, die in Letters of Intent ihre Unterstützung bei der Translation der ENDOLEASE-Plattformtechnologie zusicherten. Wir sind äußerst dankbar, so viele engagierte und erfahrene Mitstreiterinnen und Mitstreiter aus ganz unterschiedlichen Disziplinen an unserer Seite zu wissen. Diese interdisziplinäre Rückendeckung ist für uns von unschätzbarem Wert. 

Wie und wann kam die Biofabrikation ins Spiel? 

Anna: Im Rahmen der Patentanmeldung wurde mir schnell klar, dass ich für die technische Umsetzung starke Partner brauche. Ich hatte zwar eine klare Vision von den funktionellen Eigenschaften, die das System erfüllen sollte – von der gezielten Wirkstofffreisetzungskinetik bis hin zur sicheren, atraumatischen Integration in das Gefäßsystem – doch für die konkrete Entwicklung eines bioresorbierbaren Implantats fehlten mir die ingenieurwissenschaftlichen Ressourcen. Es ist ein großes Glück, direkt vor der Haustür in Würzburg einen Lehrstuhl zu haben, der auf diesem Gebiet führend ist und auf ein so engagiertes und innovatives Team zu treffen.

Johannes: Anna stellte das Projekt meinem Doktorvater, Professor Tomasz Jüngst, vor. Mit jedem Satz aus ihrem Mund wurde sein Grinsen breiter. Denn Grundlagen für das, was Anna sich vorstellte, erarbeiteten wir an unserem Lehrstuhl bereits seit vielen Jahren. Wir erforschen, wie sich mithilfe modernster 3D-Drucktechnologie künstliche Blutgefäße herstellen lassen. Dabei nutzen wir ein Verfahren namens Melt Electrowriting, mit dem wir aus extrem feinen Kunststofffasern sogenannte Scaffolds drucken, die wie kleine Röhren aussehen. Diese Gerüste befüllen wir anschließend mit Hydrogelen, die wir mit menschlichen Zellen kultivieren. Innerhalb weniger Tage besiedeln die Zellen das künstliche Gefäßgerüst und bilden eine funktionale Schicht, die der Struktur von echten Blutgefäßen ähnelt. 

Statt der menschlichen Zellen bringt ihr bei ENDOLEASE nun Wirkstoffe ein? 

Johannes: Richtig. Statt Zellkulturen bringen wir bei ENDOLEASE Medikamente in die Hydrogelstruktur ein – abgestimmt auf die jeweilige Indikation. Tomasz ließ den Postdoc Dr. Michael Bartolf-Kopp, den Doktoranden Franz Moser und mich auf das Projekt los und bat uns, einen Prototypen zu entwickeln, aus dem Wirkstoffe eingebracht und freigesetzt werden können.

Und wie ging es mit dem Businessplan weiter?

Anna: 2023 nahmen wir dann gemeinsam – Klinik und Biofabrikation – an einem sechswöchigen internationalen Bootcamp in Schweden teil, organisiert von Bio^M und dem schwedischen Biotech-Inkubator SmiLe. Dieses Programm ermöglichte uns, unsere Innovation aus verschiedenen Blickwinkeln zu analysieren, regulatorische Hürden zu verstehen und eine schlüssige Marktstrategie zu formulieren. Online und in München wurde das Programm weitergeführt. Wir haben in dieser Zeit nicht nur viel gelernt, sondern auch als Team enorm an Zusammenhalt gewonnen. Wobei die Zusammenarbeit schon vom ersten Tag an außergewöhnlich konstruktiv, inspirierend und von großem gegenseitigen Respekt geprägt war. 

Wer gehört eigentlich mit welchen Aufgaben zum Kernteam von ENDOLEASE?

Anna: Die Projektleitung mit Fokus auf die klinische Translation liegt bei mir. Ich habe Medizin in Würzburg studiert und mich zusätzlich in den Bereichen Gesundheitsökonomie und Translation qualifiziert – mit einem Master of Health Business Administration und einem Master in Translational Medicine. Aktuell bin ich im Rahmen eines Clinician-Scientist-Programms in der Weiterbildung zur Fachärztin für Neurologie und Psychosomatik.

Johannes: Das Team hier am FMZ ist unter der Arbeitsgruppenleitung von Tomasz Jüngst für die technische Entwicklung zuständig. Michael Bartolf-Kopp ist als PostDoc über den Medical-Valley-Award angestellt. Zum Team gehören noch der zahnmedizinische Doktorand Florian Mattern und die beiden pharmazeutischen Doktoranden Lina Tschauder und Maurice Simon. Ich selbst komme ursprünglich aus den Ingenieurwissenschaften, stehe kurz vor dem Abschluss meiner naturwissenschaftlichen Promotion und studiere aktuell im zehnten Semester Humanmedizin. Meine Rolle ist die Brücke zwischen Technik und Klinik. Mich hat diese klinische Translation schon immer fasziniert, wie neue Technologien in die Klinik kommen. 

Anna: Wir schätzen uns zudem sehr glücklich, mit Dr. Heinz Schwer einen so erfahrenen und engagierten Partner an unserer Seite zu haben, der uns mit über 20 Jahren Berufserfahrung in finanziellen und strategischen Fragestellungen mit herausragendem Engagement und Expertise begleitet. Unterstützt wird er von seinem Sohn Valentin Schwer, der frische Perspektiven und großes Engagement ins Projekt einbringt. Und mit Dr. Eric Wittchow haben wir einen Experten an Bord, der tiefes Know-how in der lokalen Arzneimittelabgabe und bioresorbierbaren Stents, sowie Regulatorik mitbringt – gerade für die präklinische Entwicklung ein großer Gewinn.

Wo habt ihr mit eurem starken Team neben dem Businessplan Wettbewerb Nordbayern bislang erfolgreich teilgenommen? 

Anna: Unser erster kleiner Erfolg war der Posterpreis des Interdisziplinären Zentrums für Klinische Forschung (IZKF). Bereits in einer frühen Projektphase erhielten wir eine Förderung durch die Vogel-Stiftung Dr. Eckernkamp. Hier hat uns Dr. Gunther Schunk bereits in einer sehr frühen Projektphase nicht nur Mut gemacht, sondern auch ganz konkret geholfen, unser Projekt strukturiert und nachhaltig aufzubauen – dafür sind wir sehr dankbar. Zudem wurden wir mit dem Bätz-Preis des Universitätsbundes e.V. ausgezeichnet. Ein wichtiger Meilenstein war der Gewinn des Medical Valley Awards – mit einer Förderung in Höhe von 500.000 Euro durch das Bayerische Staatsministerium für Wirtschaft, Landesentwicklung und Energie. Darüber hinaus konnten wir beim Pitch Contest des Medical Valley e.V. wertvolle regulatorische Beratungsleistungen gewinnen. Eine besondere Auszeichnung war auch die Aufnahme in die innovate! Akademie sowie die damit verbundene Förderung durch die Joachim Herz Stiftung in Höhe von 250.000 Euro, mit der unter anderem die Stelle von Johannes finanziert wird. Beim Hochsprung-Award 2025 sicherten wir uns den zweiten Platz. Zuletzt wurden wir beim Würzburger StartUP-Preis der Initiative Gründen@Würzburg im Mainfranken Theater in der Kategorie „Global Hero“ sowohl durch das Jury-Votum als auch im Publikumsvoting mit dem ersten Platz ausgezeichnet. Ein herzlicher Dank gilt auch der Else Kröner-Fresenius-Stiftung, deren Forschungsfreistellung mir die nötige Flexibilität für die wissenschaftliche Weiterentwicklung des Projekts ermöglicht.

Johannes: Das Schöne ist, dass wir Auszeichnungen aus ganz unterschiedlichen Richtungen erhalten haben. Sowohl Vertreter und Vertreterinnen der Wissenschaft als auch der Wirtschaft signalisieren uns: Das, was wir vorhaben, ist sinnvoll und zukunftsweisend. 

Bei den Wettbewerben ist Sommerpause. Dafür läuft die Arbeit im Labor auf Hochtouren. Welchen Herausforderungen müsst ihr euch hier derzeit stellen?

Johannes: Nachdem wir einen so genannten Proof im Concept zeigen konnten befinden wir uns derzeit im Technologie Reifegrad Level (TLR) 3. Jetzt erfolgt die Optimierung und die erweiterte technische Umsetzung für die klinische Translation. Wir arbeiten derzeit daran, das ENDOLEASE-System so weiterzuentwickeln, dass es minimalinvasiv über die Leiste eingebracht werden kann – also auf einen Katheter aufgebracht und im Zielgefäß entfaltet wird. Dafür müssen wir es „crimpen“, also auf ein sehr kleines Maß komprimieren. Ist es an der gewünschten Stelle angekommen, wird ein kleiner Ballon aufgeblasen, der das Implantat aufdehnt und es sanft an die Gefäßwand presst.

Das Einsetzen verläuft also wie bei einem Stent? 

Johannes: Die Implantation ist vergleichbar, ja. Doch der Unterschied liegt in der Funktion: Ein klassischer Stent hält das Gefäß offen und gewährleistet einen freien Blutfluss. Inzwischen gibt es auch Drug-Eluting-Stents (DES), also mit Wirkstoffen beschichtete Stents. Die Wirkstoffe werden jedoch ausschließlich nach außen in die Gefäßwand abgegeben, um eine erneute Verengung der Gefäße zu verhindern. 

Unser ENDOLEASE-System verfolgt einen anderen Ansatz: Es gibt die Wirkstoffe nicht in die Gefäßwand, sondern in den arteriellen Blutstrom ab, sodass wir damit nicht die Arterienwand, sondern ein bestimmtes Gewebeareal oder ein Organ behandeln können, je nachdem, welches Gewebe oder Organ beschädigt ist.

Dank des Hydrogelträgers können wir dort über definierte Zeiträume im Vergleich zu Drug-Eluting-Stents größere Mengen verschiedenster Wirkstoffklassen freisetzen – auch komplexe Substanzen wie Antikörper.

Welche Wirkstoffe könnten über das ENDOLEASE-System transportiert werden? 

Anna: Tatsächlich erreichen uns aus der wissenschaftlichen Community immer wieder gezielte Anfragen zu potenziellen Anwendungen. Die Frage ist oft: Können wir dieses oder jenes Medikament mithilfe eines ENDOLEASE-Systems lokal in höherer Konzentration freisetzen – bei gleichzeitiger Reduktion systemischer Nebenwirkungen? Auch empfindliche Substanzen wie mRNA, Endonukleasen, siRNA oder Antisense-Oligonukleotide rücken zunehmend in den Fokus. Der Bedarf an präzisen, lokal wirksamen Wirkstoffabgabesystemen ist enorm – und wir würden uns sehr freuen, wenn wir mit ENDOLEASE einen Beitrag zur Lösung dieser Herausforderungen leisten könnten.

Eigentlich bräuchtet ihr ein riesengroßes Team, um alle Indikationen abzudecken. Ihr fokussiert euch zunächst jedoch auf die Behandlung von Herzinfarkten und die Vorbeugung von Herzinsuffizienz. Wie sieht hier der weitere Zeitplan aus?

Anna: Unser Ziel ist es, das ENDOLEASE-System bis Ende des Jahres erfolgreich im Kaninchenmodell zu testen. Danach wollen wir einen Ethikantrag für eine Großtierstudie einreichen. Ein Proof-of-Concept im Schweinemodell ist aus wissenschaftlicher Sicht ein wichtiger nächster Schritt, bevor wir in eine größere präklinische Kohorte gehen.

Johannes: Das Besondere an unserem Standort ist, dass es am Deutschen Zentrum für Herzinsuffizienz (DZHI) bereits etablierte Tiermodelle für Herzinfarkte gibt. Wir freuen uns, dass uns unser Kooperationspartner, Professor Ulrich Hofmann von der Medizinischen Klinik und Poliklinik I, die Möglichkeit eröffnet, dort die ENDOLEASE-Technologie unter realistischen Bedingungen zu erproben. 

Johannes, du bist gerade dabei, deine naturwissenschaftliche Doktorarbeit über ein Herzpflaster abzuschließen. Kommt diese Expertise auch Endolease zugute? 

Johannes: Ja, ich kann bei ENDOLEASE sehr gut auf meiner bisherigen Arbeit aufbauen. Wir verwenden nämlich das gleiche 3D-Druckverfahren, das sogenannte Melt Electrowriting, und Hydrogele. Im Rahmen meiner Doktorarbeit haben wir auch schon am Herzinfarktmodell gearbeitet.

Wie unterscheidet sich dein Herzpflaster von dem, was das Team um Prof. Wolfram-Hubertus Zimmermann in Göttingen erstmals am Menschen getestet hat? 

Johannes: Die mechanische Architektur unseres Herzpflasters ist besonders. Es verfügt über bestimmte elastische Zonen, mit deren Hilfe es über die Herzoberfläche gestreckt werden kann, sowie über Kraftübertragungszonen. Über diese können die kontrahierenden Zellen des Pflasters ihre Kraft direkt auf den Herzmuskel übertragen um die Herzunterstützung weiter zu verbessern. 

Ihr seid auf Tierversuche angewiesen, bevor das System am Menschen getestet wird. Gleichzeitig arbeitet ihr nach dem 3R-Prinzip (Replace, Reduce, Refine). Gibt es hier konkrete Pläne, wie ihr Tierversuche vermeiden, vermindern und verbessern könnt?

Anna: Es ist uns ein großes Anliegen, Tierversuche zu reduzieren – sowohl aus ethischer als auch aus wissenschaftlich-strategischer Perspektive. Wir planen aktuell die Entwicklung eines digitalen Zwillings, der präklinische Daten integriert und Simulationen ermöglicht. Das heißt, der Computer lernt aus den Daten und kann genau voraussagen, wie das System reagiert, wenn wir eine bestimmte Variable ändern.

Dieses System soll nicht nur Tierversuche reduzieren, sondern langfristig auch als Entscheidungsunterstützung für Implantatdesign, Platzierung, Dosisanpassung und Wirkstoffwahl dienen.

Wer stand bzw. steht euch noch aus Würzburg zur Seite?

Anna: Dr. Gerhard Frank vom Innovations- und Gründerzentrum Würzburg (IGZ) hat von Anfang an uns geglaubt und uns mit großer Expertise, Weitblick und echtem persönlichen Einsatz begleitet. Besonders wertvoll war auch seine Unterstützung bei der Vernetzung mit Schlüsselpersonen, darunter der wunderbare Aktivsenior Wolfgang Beyer, der uns mit seiner langjährigen unternehmerischen Erfahrung zur richtigen Zeit zahlreiche kluge und praxisnahe Impulse gegeben hat. Auch das Servicezentrum Forschung und Technologietransfer (SFT) der Universität Würzburg unter der Leitung von Dr. Iris Zwirner-Baier, begleitet uns hervorragend bei unseren Patentanmeldungen und strategischen Fragen des Technologietransfers.

Absolut bereichernd war zudem die Unterstützung durch Prof. Dr. Wolfram Voelker und Sabine Franzek vom Interdisziplinären Trainings- und Simulationszentrum (INTUS), die uns wichtige Ressourcen zur Verfügung gestellt und bei einem wichtigen Besuch die Implantation des ENDOLEASE-Systems in einer realitätsnahen Simulation demonstriert haben.

Einen zentralen Baustein zur präklinischen Sicherheitsbewertung unseres Implantats liefert auch Dr. Maria Drayß, Clinician Scientist mit kardiologischer Expertise. Sie führt am Rudolf-Virchow-Zentrum (RVZ) unter der Leitung von Prof. Dr. Harald Schulze gezielt Thrombogenitätstestungen der ENDOLEASE-Systeme durch. Nicht zuletzt möchten wir Prof. Laura Schreiber, Rebekka Grapp und dem gesamten Team der Versuchstierhaltung danken sowie Dr. Niklas Beyersdorf vom Institut für Virologie und Immunbiologie, dessen Einsatz für den reibungslosen Ablauf unserer präklinischen Studien von unschätzbarem Wert war. Auch Prof. Dr. Lorenz Meinel vom Institut für Pharmazie und Lebensmittelchemie gilt unser Dank, der uns als Mentor mit seiner pharmakologischen Expertise durch entscheidende Projektphasen getragen hat. 

Natürlich wäre das Projekt ohne die Unterstützung vieler weiterer Personen nicht denkbar. Und dafür sind wir sehr dankbar. 

Das Interview führte Kirstin Linkamp (Wissenschaftskommunikation am UKW)