Mit den Krebsimmuntherapien hat sich in den vergangenen Jahren neben den klassischen Behandlungsoptionen (Chirurgie, Strahlen- & Chemotherapie) eine weitere Säule in der medizinischen Onkologie etabliert. Zu den Vorteilen personalisierter Behandlungsansätze wie der CAR-T-Zelltherapie gehört auch eine präzisere Phänotypisierung der individuellen Patientinnen und Patienten.

Digitales Abbild von molekularen und zellulären Merkmalen und klinischen Verlaufsdaten jedes Betroffenen

Für Diagnose, Therapieentscheidung und Verlaufskontrolle werden zahlreiche klinische, bildgebende, molekulare und zellanalytische Daten pro Patientin und Patient erhoben und verarbeitet. In der Gesamtheit aller Daten innerhalb eines Krankheitsbildes verbirgt sich ein enormes Potenzial, um Diagnose und Therapie für zukünftige Patientinnen und Patienten zu verbessern. Ein Ansatz zur Verwirklichung dieses Potenzials ist das Konzept des virtuellen Zwillings. Dabei werden bestimmte molekulare und zelluläre Merkmale einer Person sowie deren klinische Verlaufsdaten zu einem digitalen Abbild zusammengeführt und dieses anhand einer Reihe von Datenvariablen regelmäßig aktualisiert. Anhand von Vergleichsdaten von Krebskranken mit ähnlichen Merkmalen können durch den virtuellen Zwilling dann Prognosen zum Krankheitsverlauf oder zu verschiedenen Therapieoptionen simuliert werden.

Virtueller Zwilling für Behandlung des Multiplen Myeloms mit CAR-T-Zell-Therapien

Entsprechende Konzepte zum virtuellen Zwilling und erste, vielversprechende Modelle existieren bereits im Bereich der Herz-Kreislauferkrankungen. Im EU-Projekt CERTAINTY sollen nun Module für einen entsprechenden virtuellen Zwilling für die Behandlung von Krebskranken mit CAR-T-Zell-Therapien entwickelt werden. Dieses soll Ärztinnen und Ärzten zukünftig bei der Auswahl der bestmöglichen Therapie unterstützen und zudem das Gesundheitssystem durch den effizienteren Einsatz kostenintensiver Medikamente entlasten.

Der virtuelle Zwilling wird zunächst beispielhaft für das Multiple Myelom (MM), eine bösartige Erkrankung des Knochenmarkes, entwickelt. Vorgesehen ist, dass dieser die individuelle Pathophysiologie von Patientinnen und Patienten, die für zelluläre Immuntherapien in Frage kommen oder sich diesen unterziehen, umfassend wiedergibt und regelmäßig aktualisiert wird. Ein besonderer Fokus liegt dabei auf der Integration molekularer Muster in die digitalen Berechnungsmodelle. Weitere Schlüsseltechnologien sind die Erhebung und Verarbeitung großer Datenmengen (Big Data Processing), maschinelles Lernen, personalisierte in vitro Modelle und softwaregestützte mechanistische Modelle. Ein weiterer Arbeitsschwerpunkt ist die Entwicklung von Schnittstellen, die den Datenzugriff bzw. die Interaktion zwischen verschiedenen physischen und digitalen Systemen stets unter Berücksichtigung des Datenschutzes gewährleisten.  Weitere Aspekte, die im Projekt Berücksichtigung erfahren, sind die Einbindung sozioökonomischer Faktoren, die den Krankheitsverlauf beeinflussen können, sowie zukünftige Anwendungen für Patientinnen und Patienten.

UKW wird das “Virtual Twin” Konzept bei der CAR-T-Zell Therapie beim Multiplen Myelom einsetzen

Das Universitätsklinikum Würzburg (UKW) ist in Europa als führende Institution in der Entwicklung und klinischen Anwendung innovativer Immuntherapien mit CAR-T-Zellen und T-Zell-aktivierenden Antikörpern anerkannt. Im Projekt CERTAINTY wird das UKW seine fundierte Expertise in der präklinischen, translationalen und klinischen Entwicklung von CAR-T-Zell-Therapien zur Behandlung des Multiplen Myeloms einbringen. Darüber hinaus wird das UKW seine Erfahrungen in der Entwicklung von KI-unterstützten Herstellungs- und Therapie-Modellen beisteuern. Ein zentrales Projektziel für das UKW in CERTAINTY ist es, das “Virtual Twin”-Konzept in präklinischen Modellen der CAR-T-Zell-Therapie zu verfeinern und perspektivisch auch in klinischen Studien zu evaluieren. Das UKW Projektteam in CERTAINTY wird von Dr. Miriam Alb am Lehrstuhl für Zelluläre Immuntherapie (Professor Michael Hudecek) an der Medizinischen Klinik und Poliklinik II (Professor Hermann Einsele) geleitet. Das Team des Lehrstuhls für Zelluläre Immuntherapie koordiniert zahlreiche nationale und internationale Forschungsprojekte im Bereich der CAR-T-Zell-Therapie und des Multiplen Myeloms und verfügt über ein dichtes und lebendiges Netzwerk, das die Projektarbeit in CERTAINTY unterstützen und verstärken wird. 

Projektleitung: Fraunhofer-Institut für Zelltherapie und Immunologie

Das Fraunhofer IZI bringt neben der Projektleitung seine Expertise im Bereich der personalisierten Medizin und molekularen Diagnostik ein. Im Rahmen des Projektes wird das Institut digitale Berechnungsmodelle entwickeln, anhand derer individuelle Krankheitsverläufe mittels molekularer bzw. genetischer Muster von Patientinnen und Patienten oder CAR-T-Zellen identifiziert werden können.
Projektkoordinatorin Dr. Kristin Reiche, Leiterin der Arbeitsgruppe Bioinformatik am Fraunhofer IZI, erläutert: "Für CERTAINTY werden wir auf bestehende computergestützte Modelle der menschlichen Biologie aufbauen. Wir möchten diese mit neuartigen Modellen für genetisch modifizierte Immunzellen wie den CAR-T-Zellen kombinieren, um den individuellen Krankheits- bzw. Therapieverlauf für Patientinnen und Patienten zu modellieren."

Das EU Konsortium »CERTAINTY – A cellular immunotherapy virtual twin for personalized cancer treatment« wird von der Europäischen Union mit knapp 10 Millionen EUR über die nächsten 4,5 Jahre gefördert.

PARTNER
Fraunhofer-Gesellschaft, Deutschland
· Fraunhofer IZI (Projektkoordination)
· Fraunhofer SCAI
· Fraunhofer IMW
Universitätsmedizin Leipzig, Deutschland
Singleron Biotechnologies GmbH, Deutschland
Collaborate Project Management, Deutschland
Myeloma Patients Europe AISBL, Belgien
TriNetX Oncology GmbH, Deutschland
Masaryk University, Tschechische Republik
Information Technology for Translational Medicine, Luxemburg
Universitätsklinikum Würzburg, Deutschland
Institut Curie, Frankreich
University of Namur, Belgien
Universitair Medisch Centrum (UMC) Utrecht, Niederlande
Charité - Universitätsmedizin Berlin, Deutschland
European Society for Blood and Marrow Transplantation (EBMT), Niederlande
HealthTree Foundation, USA
Roche Pharma AG, Schweiz

Würzburg. Fieber, Husten, Geschmacksstörungen, Schwindel sowie Übelkeit und Erbrechen sind die Hauptsymptome von Corona. Nehmen diese ab, wenn man sich trotz Grundimmunisierung mit einer SARS-CoV-2-Variante, kurz VOC, infiziert? Zur Beantwortung dieser Frage hat Prof. Dr. Klaus Überla aus sechs medizinischen Universitätsstandorten in Bayern und weiteren Partnern das Corona-Vakzin-Konsortium CoVaKo gegründet. In einer der größten multizentrischen und prospektiven Studien wurden sowohl die klinischen Daten zu Durchbruchsinfektionen nach Grundimmunisierung gegen SARS-CoV-2 im Vergleich zu Ungeimpften als auch die Immunogenitätsdaten untersucht. Am Uniklinikum Würzburg (UKW) wurde die Studie von Prof. Dr. Johannes Liese und Prof. Dr. Martina Prelog von der Kinderklinik geleitet. 

Studie stützt Empfehlung einer Grundimmunisierung 

Martina Prelog, Immunologin und Erstautorin der im Journal of Clinical Virology veröffentlichten Studie, fasst die Ergebnisse zusammen: „Die vollständige Erstimpfung gegen COVID-19 reduzierte die Häufigkeit von Symptomen bei nicht hospitalisierten Erwachsenen mit Durchbruchsinfektionen und führte zu einer schnelleren und länger anhaltenden Neutralisierung gegen die infektiösen Varianten als bei Ungeimpften. Unsere Studie zeigt also, dass Erwachsene immunologisch und klinisch von einer Grundimmunisierung gegen COVID-19 auch in Bezug auf die neuen VOCs profitieren, sowohl in Bezug auf die Schwere der Erkrankung, die Dauer der Symptome, die Viruslast und die Antikörperimmunität.“

Impfung verringert Schweregrad der durch Immun-Escape-Varianten verursachten Erkrankung 

Insgesamt wurden 300 Personen innerhalb von 14 Tagen nach einer durch PCR bestätigten SARS-CoV-2-Infektion prospektiv erfasst. Von diesen waren 88 Personen ungeimpft. 212 Personen wurden zuvor mit zwei Dosen des Wuhan-Typ SARS-CoV-2 mRNA-Impfstoffs grundimmunisiert und hatten eine Durchbruchsinfektion mit Alpha- oder Delta-SARS-CoV-2. Alle 300 nicht-hospitalisierten Probandinnen und Probanden wurden bis zu viermal pro Woche besucht, um medizinische Daten strukturiert zu erfassen und die Viruslast zu bestimmen.

Die vollständige Primärimpfung mit COVID-19 zeigte eine signifikante Wirksamkeit gegen die fünf Hauptsymptome. Das relative Risiko für Schwindel (52%), Übelkeit und Erbrechen (48%) wurde um die Hälfte, für Fieber (33%) um ein Drittel und für Husten und Geschmacksstörungen um 21% bzw. 22% reduziert. Durch die Grundimmunisierung konnten zudem im Vergleich zu Ungeimpften deutlich bessere und in der Bindungsfähigkeit stärkere Antikörperantworten gegen das Spike-Protein generiert werden.

Geimpfte haben schon in der ersten Woche nach Durchbruchsinfektion höhere Werte an neutralisierenden Antikörpern als Ungeimpfte

Die Fähigkeit des Immunsystems, das Coronavirus zu neutralisieren, wurde anhand der Antikörperkonzentration und der Bindungsstärke der Antikörper an das Virus, der sogenannten Avidität, gemessen. So wurde die SARS-CoV-2-spezifische Antikörperantwort durch Anti-Spike (S)- und Anti-Nukleokapsid (N)-Antikörperkonzentrationen, Anti-S-IgG-Avidität und Neutralisationskapazität charakterisiert. Ergebnisse: Vollständig primär geimpfte Probandinnen und Probanden zeigten im Vergleich zu Ungeimpften bereits in der ersten Woche nach PCR-bestätigter SARS-CoV-2 Infektion signifikant höhere Werte der 50%-Hemmkonzentration (IC50) der Neutralisation gegen den infektiösen VOC und eine signifikant höhere relative Anti-S-IgG-Avidität (78% vs. 27% Antikörper-Bindungsfähigkeit in Woche 1).

Aktuell werden Omicron-Durchbruchinfektionen analog zur publizierten Studie erfasst und analysiert. Eine Publikation über die zelluläre Immunantwort und die Rolle der saisonalen humanen Non-SARS-Coronavirus-Erkrankungen befindet sich derzeit in der Begutachtung.

Das Corona-Vakzin-Konsortium CoVaKo 

Das Corona-Vakzin-Konsortium ist ein vom Bayerischen Staatsministerium für Wissenschaft und Kunst gefördertes wissenschaftliches Projekt zur Untersuchung und Erfassung der Wirksamkeit und Sicherheit von COVID-19-Impfstoffen. sowie zum Verlauf möglicher Durchbruchsinfektionen. Die Durchführung erfolgte unter der Koordination von Dr. Philipp Steininger (Universitätsklinikum Erlangen) an den sechs bayerischen Universitätskliniken in Erlangen, München (LMU und TUM), Würzburg, Regensburg und Augsburg sowie dem Institut für Informationssysteme der Hochschule Hof (iisys), dem Deutschen Zentrum für Infektionsforschung (DZIF, Partnerstelle München), dem Helmholtz Zentrum München, dem Bayerischen Landesamt für Gesundheit und Lebensmittelsicherheit (LGL) und den örtlichen Gesundheitsämtern.

Publikation: 
Martina Prelog et al, Clinical and immunological benefits of full primary COVID-19 vaccination in individuals with SARS-CoV-2 breakthrough infections: a prospective cohort study in non-hospitalized adults, Journal of Clinical Virology, 2023, https://doi.org/10.1016/j.jcv.2023.105622.
Dieser Share Link bietet bis zum 31. Januar 2024 kostenlosen Zugang zum Artikel: https://authors.elsevier.com/a/1iEy94xITSoA5P
 

Würzburg. Am 8. Dezember 2023 feierte die zum Uniklinikum Würzburg (UKW) gehörende Berufsfachschule (BFS) für Anästhesietechnische sowie Operationstechnische Assistentinnen und Assistenten (ATA bzw. OTA) die Einweihung ihres neuen Standorts. Im Anwesen Schweinfurter Straße 4 in Würzburg stehen der Bildungseinrichtung jetzt auf zwei Etagen rund 1300 qm zur Verfügung. „Damit haben wir großzügig Platz für Klassenzimmer, Gruppenräume, fachpraktische Unterrichtsräume und Büroflächen“, freut sich Schulleiter Felix Mensch. 

Simulierter Anästhesie-Einleitungsbereich und Operationssaal

Nach seinen Worten verfügt die neueingerichtete BFS ATA/OTA zudem über eine didaktische Ausstattung auf bundesweitem Spitzenniveau. So befindet sich im ersten Stock eine Raumfolge mit einem realitätsnah gestalteten und ausgerüsteten Anästhesie-Einleitungsbereich sowie einem ebenso authentischen Operationssaal. „Hier können unsere Auszubildenden Alltags- und Notfallsituationen sowie nicht zuletzt auch die interdisziplinäre Zusammenarbeit wirklichkeitsgetreu üben“, unterstreicht Alexander Wilm, der stellvertretende Schulleiter. Die Rolle der Patientinnen und Patienten in den fachpraktischen Übungsräumen übernehmen lebensechte Simulationspuppen. 

Nutzung von Virtueller Realität

„Alles, was sich so nicht simulieren lässt, versuchen wir in der Virtuellen Realität nachzubilden“, berichtet Felix Mensch. So verfügt die BFS über eine 360 Grad-Kamera, mit der zum Beispiel echte Operationen am UKW gefilmt werden können – natürlich nur mit Einverständnis der Patientinnen und Patienten. Ausgestattet mit den VR-Brillen der Schule können die Auszubildenden anschließend dreidimensional in das Geschehen eintauchen und den Akteurinnen und Akteuren quasi über die Schulter schauen. 
Generell ist die Digitalisierung an der neuen ATA-/OTA-Schule zukunftsweisend. „Jeder Seminarraum, Konferenzraum und fachpraktischer Unterrichtsraum ist für einen hybriden oder Online-Unterricht mit Kameras, Mikrophonen und Lautsprechern ausgestattet. Das erleichtet zum einen die Lehre während einer potenziellen neuen Epidemie oder Pandemie. Zum anderen können wir aber auch für alltägliche Kurse intern zwischen unseren verschiedenen Räumen Inhalte übertragen“, beschreibt Alexander Wilm. 

Ausbilden für einen hohen Bedarf

Zum 1. September 2024 heißt die BFS die nächsten 50 Auszubildenden willkommen – 30 OTA und 20 ATA. Bei einem jährlichen Start in die dreijährigen Ausbildungsgänge hat die Schule dann einen Gesamtbestand von 150 Schülerinnen und Schülern. Für ihre Ausbildung stehen zwölf Lehrkräfte und zwei Teamassistentinnen zur Verfügung. 
„Sowohl am UKW wie auch bei unseren Kooperationskrankenhäusern ist die Nachfrage nach gut ausgebildeten Assistentinnen und Assistenten im OP-Bereich nach wie vor hoch“, beschreibt Felix Mensch. So bricht nach seinen Angaben beim entsprechenden Personal die Generation der Baby-Boomer mehr und mehr weg. „Der Bedarf kann schon lange nicht mehr durch Pflegekräfte mit Fachweiterbildung allein gedeckt werden. Mit unseren Absolventinnen und Absolventen können wir die Lücke glücklicherweise weitgehend schließen“, sagt der Schulleiter.

Meilensteine in der Entwicklung der Schule 

Die Einweihung des neuen Schulstandorts fiel mit einem Jubiläum zusammen: vor zehn Jahren, im Oktober 2013 startete das Uniklinikum Würzburg seine eigene theoretische OTA-Ausbildung nach den Richtlinien der Deutschen Krankenhausgesellschaft (DKG). Vorher wurden die theoretischen Inhalte durch eine Kooperation mit dem Uniklinikum Erlangen abgedeckt. Die Anfänge am UKW waren eher bescheiden: Zwei Lehrkräfte unterrichteten damals 18 Schülerinnen und Schüler in einem Besprechungsraum der Pflegedirektion auf dem Klinikumsaltgelände. Es folgte die Nutzung von Seminarräumen im Doppelzentrum für Operative und Innere Medizin. Ein nächster Entwicklungsschritt war der Umzug in die Akademie des UKW im Jahr 2015. Vor dem Hintergrund des Fachkräftemangels rief das Klinikum im Jahr 2021 zusätzlich die ATA-Ausbildung ins Leben. Zunächst orientierte sich diese ebenfalls noch an den DKG-Richtlinien – seit Anfang 2022 erfolgt die Ausbildung nach dem Anästhesietechnische- und Operationstechnische-Assistenten-Gesetz. Der letzte Sitz der BFS vor dem Neubeginn an der Schweinfurter Straße waren die Räume der Hebammenschule am Berliner Platz in 2022.

Würzburg. 2022 startete das Universitätsklinikum Würzburg (UKW) ein Pilotprojekt, um den Einsatz von Telemedizin im intensivmedizinischen Bereich auszubauen. Anfangs waren drei Krankenhäuser aus der Würzburger Region direkt eingebunden. Inzwischen ist das Netzwerk in großen Teilen Bayerns vertreten: Alle bayerischen Unikliniken haben inzwischen mit jeweils mindestens drei weiteren regionalen Krankenhäusern den Einsatz der Teleintensivmedizin gestartet. Überall kommt der am UKW entwickelte „Teleintensivwagen“ zum Einsatz. An das UKW sind inzwischen sogar sechs Krankenhäuser direkt angebunden.
„Diese Entwicklung zeigt uns: Dieser Ansatz funktioniert. Das Projekt hilft dabei, Berührungsängste mit der Teleintensivmedizin abzubauen und stellt zudem einen wichtigen Beitrag für die intensivmedizinische Versorgung in ländlichen Regionen dar, wenn es eine derartige Kooperation mit einer Uniklinik gibt“, erklärt Prof. Dr. Patrick Meybohm, Direktor der Klinik und Poliklinik für Anästhesiologie, Intensivmedizin, Notfallmedizin und Schmerztherapie von der Würzburger Universitätsmedizin. Dort wird das bayernweite Projekt geleitet.

Projektleitung am Universitätsklinikum Würzburg

Das Grundprinzip: Die an das Netzwerk angeschlossenen Krankenhäuser in der jeweiligen Region verfügen über einen in Würzburg entwickelten Teleintensivwagen. Dieser Wagen kann in die verschiedenen Intensivstationsbereiche und Patientenzimmer des Partnerkrankenhauses gefahren werden. Er ist mit verschiedenen Kameras, einem Bildschirm und verschiedenen Video-Anwendungen ausgestattet. Das ermöglicht den Ärztinnen und Ärzten der jeweiligen Uniklinik, einen umfassenden Eindruck über den Zustand der Patienten in dem Partnerkrankenhaus live per Videoübertragung zu erhalten. Der Wagen wurde vom Team der Würzburger Intensivmedizin gemeinsam mit ihren Kollegen des Servicezentrum Medizininformatik am UKW entwickelt. 

Projektkoordinatorin Dr. Nora Schorscher aus der Intensivmedizin des UKW erklärt. „Dabei wurden nur handelsübliche Elemente und keine Spezialanfertigungen verwendet. Dadurch können wir eine hohe Verfügbarkeit gewährleisten und die Kosten reduzieren.“ Zur Kommunikation zwischen einer Uniklinik und den jeweils angeschlossenen Krankenhäusern wird die Videokonferenz-Software Zoom eingesetzt. Selbstverständlich werden auch hier alle Datenschutzvorgaben strengsten beachtet. Das war eine wichtige Voraussetzung für die Durchführung und den Erfolg des Projektes. Die Anschubfinanzierung für das Projekt erfolgte über das Bayerische Staatsministerium für Wissenschaft und Kunst.
Und wie geht es nun weiter? Ein aktueller Beschluss des Gemeinsamen Bundesausschusses (GBA) zu den grundlegenden Richtlinien für die Gesundheitsversorgung in Deutschland stärkt den Ansatz zur teleintensivmedizinischen Kooperation enorm. Prof. Meybohm: „Dieser innovative Weg eröffnet die Möglichkeit, sich als ´Zentrum für Intensivmedizin´ aufzustellen. Das bedeutet: Unikliniken nehmen künftig als intensivmedizinische Kompetenz- und Koordinierungszentren neben der Patientenversorgung besondere Aufgaben wahr. Zu den Anforderungen an diese zukünftigen Zentren zählt u.a., dass teleintensivmedizinische Visiten, also Audio- und Videoübertragungen in Echtzeit durchführbar sind. Genau das haben wir erfolgreich etablieren können.“

Inzwischen Anfragen aus ganz Deutschland

Dr. Schorscher ergänzt: „Das Interesse an unserem Netzwerk ist groß. Wir bekommen inzwischen Anfragen aus ganz Deutschland dazu. Mit unserem bayernweiten Netzwerk konnten wir zeigen, wie durch diesen digitalen und transparenten Weg in Echtzeit die Patientenversorgung verbessert werden kann.“
 

Die Laufbahn von Gustavo Ramos ist geprägt von Idolen. So war der Biologe aus Brasilien bei der Wahl seines Dissertationsthemas zwischen zwei Professoren - einem kardiologischen Wissenschaftler und einem Immunologen - hin und hergerissen. Er bewunderte beide. Also vereinte er im Jahr 2007 die Themen und forschte zum damals noch unbekannten und namenlosen Fach „Immunkardiologie“. Als er 2012 an der Federal University of Santa Catarina in Florianópolis die Promotion abschloss, veröffentlichten zeitgleich auf der anderen Seite des Ozeans die Professoren Stefan Frantz und Ulrich Hofmann vom Uniklinikum Würzburg (UKW) ihre bahnbrechenden Erkenntnisse zur Rolle von T-Zellen bei der Wundheilung nach einem Herzinfarkt. Gustavo Ramos war klar, er musste nach Würzburg. Er bewarb sich bei Stefan Frantz und arbeitete als Postdoc in dessen Arbeitsgruppe. 2014 folgte er dem Kardiologen nach Halle/Sachsen-Anhalt, etablierte ein eigenes Forschungsteam und sog nebenbei das historische Flair der Umgebung auf. „Als Teenager habe ich in Brasilien die Biografie von Johann Sebastian Bach gelesen. Ich hätte mir nie erträumt, dort zu arbeiten, wo er einst gewirkt hat.“ Ebenso gut erinnert er sich an die Mischung aus Schock und Bewunderung, die er für Werner Karl Heisenberg empfand, als er dessen Unschärferelation studierte. „Und nun habe ich die unbeschreibliche Ehre aber auch große Verantwortung, eine Professur mit seinem Namen inne zu haben“, sagt Ramos, der seit 2018 eine Juniorforschungsgruppe am Deutschen Zentrum für Herzinsuffizienz Würzburg (DZHI) leitet. 

Respekt vor Heisenberg hemmte bei der Bewerbung

Er habe einige Anläufe gebraucht, um sich bei der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) für das prestigeträchtige Heisenberg-Programm bewerben. Zu groß sei der Respekt vor dem Werk des Physikers gewesen, der mit 31 Jahren für seinen Beitrag zur Quantenmechanik den Nobelpreis erhielt. Schließlich hat er sich Heisenberg über dessen Biografie genähert. Und, ob Zufall oder Wink des Schicksals: Heisenberg wurde in Würzburg geboren. Gustavo Ramos bewarb sich und hatte Erfolg. Seit dem 1. Dezember finanziert ihm die DFG eine Heisenberg-Professur für Immunkardiologie, die, sofern die Evaluation nach fünf Jahren erfolgreich ist, von der Universität in eine permanente Professur überführt wird. 

SFB 1525 – Interaktionen zwischen Herz und Immunsystem

Würzburg ist für Ramos „the place in the world to be“. Inzwischen konzentrieren sich in der Würzburger Universitätsmedizin Expertinnen und Experten aus verschiedenen Disziplinen auf die „Interaktionen zwischen Herz und Immunsystem“. In dem gleichnamigen Sonderforschungsbereich 1525 bündeln insgesamt 14 Einrichtungen in 17 Teilprojekten und zwei Serviceprojekten ihre Expertise. Als wissenschaftlicher Sekretär war Gustavo Ramos gemeinsam mit Ulrich Hofmann maßgeblich beteiligt an dem fast 500 Seiten umfassenden SFB-Antrag bei der DFG. „Ich blättere fast jeden Tag in dem Buch und entdecke Neues“, gesteht Gustavo Ramos. Stefan Frantz, Sprecher des SFB 1525 erklärt: „Durch die Zusammenführung von Expertinnen und Experten aus den Fachbereichen Kardiologie, Immunologie, RNA-Biologie, Bioinformatik und Bildgebung ein einzigartiges Team entstanden. Die intensive und vielschichtige Informationsgewinnung im neuen Verbund verspricht Dynamik im aufstrebenden Forschungsfeld.“

Worauf antworten die Immunzellen? Die Suche nach kardialen Antigenen

Was hat sich in den vergangenen zehn Jahren, in denen er nun in Deutschland forscht, getan? „Sehr viel“, sagt Ramos, der inzwischen mit seiner Frau und Tochter eingebürgert wurde. „Der Forschungsbereich wächst weltweit, und wir haben Material und Werkzeug etabliert, mit dem wir exakt untersuchen, wie das Immunsystem nach einem Infarkt arbeitet.“ Anders als bei bakteriellen oder viralen Infektionen wie etwa Covid-19, wo schnell klar war, dass man einen Impfstoff gegen das Spike-Protein benötigt, waren die Immunantworten nach einem Herzinfarkt oder einer Herzinsuffizienz noch unklar. 

Tatsächlich hat Gustavo Ramos im Jahr 2019 die sprichwörtliche Nadel im Heuhaufen gefunden (Journal of Clinical Investigation). Unter 20.000 Proteinen, die sich im Herzen nachweisen lassen, hat er mit seinem Team den Teil des Proteins identifiziert, der für die Bildung der T-Zellen verantwortlich ist, welche als Helferzellen des Immunsystems eine frühe Heilung nach einem Herzinfarkt unterstützen. Es handelt sich um das Strukturprotein Myosin Heavy Chain Alpha (MYHCA). Gleichzeitig konnte Ramos mit seinem Team zeigen, wo sich die Zellen bilden: in den mediastinalen Lymphknoten, also in den Lymphknoten, die in der Mitte des Brustkorbs zwischen beiden Lungenflügeln liegen. Anschließend wandern diese Zellen ins Herz. Die Erkenntnisse aus den Untersuchungen am Mausmodell konnten in Zusammenarbeit mit der Nuklearmedizin des Uniklinikums Würzburg an Herzinfarktpatienten bestätigt werden. Sie fanden zudem folgende Korrelationen heraus: Je schwerer der Infarkt, desto mehr herzreaktive T-Zellen bildet der Körper. Und je größer die Lymphknoten, desto besser die Heilung. Aufbauend auf dieser bahnbrechenden Studie hat seine Arbeitsgruppe im Februar 2023 im Journal Circulation Research veröffentlicht, was genau die Myosin-spezifischen T-Zellen im infarzierten Herz machen. „Sie infiltrieren, nehmen einen regulatorischen Phänotyp an und schwächen die lokale Entzündung ab“, erklärt Ramos. 

T-Zellen: Die guten von den schlechten „Heilern“ unterscheiden

Entscheidend sei, die Entzündung nach dem Infarkt zunächst nicht zu blockieren, da erst durch diese entzündlichen Prozesse das Immunsystem und somit die T-Zellen aktiviert werden und damit der Heilungsprozess angeregt wird. Bei einigen Patienten ist die Wundheilung jedoch beeinträchtigt. Sie bilden nicht so viele und möglicherweise auch schlechte T-Zellen. Denn nicht alle Zellen haben eine positive Wirkung auf die Wundheilung. Daher liegt ein weiterer Forschungsschwerpunkt der Juniorgruppe Ramos auf der Identifizierung spezifischer T-Zell-Profile, um die guten von den schlechten „Heilern“ zu unterscheiden und zu prüfen, ob und wann sich gute T-Zellen in schlechte entwickeln und mehr schaden als helfen. 

Zwischenzeitlich hat die AG Ramos im Journal of Molecular and Cellular Cardiology ein weiteres kardiales Antigen beschrieben, welches bei einigen Patientinnen und Patienten nach einem Myokardinfarkt T-Zellen aktiviert. 

Biomarker für die Charakterisierung von Risikofaktoren

„Wir untersuchen aber nicht nur die Wundheilung, wir versuchen auch das Immunsystem zu charakterisieren, bevor sich eine Herzkrankheit manifestiert“, fügt Ramos hinzu. Dafür haben wir das Glück und können auf die Proben aus der Kohortenstudie STAAB zurückgreifen. In STAAB werden am DZHI 5000 Männer und Frauen im Alter von 30 bis 79 Jahren ohne bekannte Herzinsuffizienz über einen längeren Zeitraum mehrfach untersucht. Ziel ist es herauszufinden, wie häufig eine noch unentdeckte Herzschwäche in der Bevölkerung auftritt und welche Faktoren zur Entstehung einer Herzinsuffizienz beitragen. „Anhand der Basis-Charakterisierung des Immunsystems von supergesunden Menschen und Menschen mit Risikofaktoren wie Bluthochdruck oder Übergewicht haben wir immunologische Veränderungen gefunden, die in Verbindung mit den Risikofaktoren zu stehen scheinen. Für den Longitudinal-Aspekt müssen wir diese Studienteilnehmenden jedoch weiterverfolgen, um zu prüfen, ob diese immunologischen Veränderungen auch mit einem höheren Risiko für eine Herzinsuffizienz einhergehen“, bemerkt Ramos. Ein weiterer Aspekt liegt auf den Alterungsprozessen, wie verändert sich das Immunsystem im Alter und wie wirkt es sich auf das alternde Herz aus. Ihre im Cardiovascular Research veröffentlichen Erkenntnisse aus Studien an Mausmodellen will die AG Ramos nun an der STAAB-Kohorte untersuchen. 

„Ich bin 100 Prozent für kollaborative Wissenschaft!“

Ob im Team mit seinen zehn Mitarbeitenden, auf dem Campus, Europa oder der Welt, Gustavo Ramos liebt die Zusammenarbeit. „Ich bin 100 Prozent für kollaborative Wissenschaft. Die Zusammenarbeit ist der beste Teil meiner Arbeit.“ Vor wenigen Tagen hat er erst eine Bewerbung für eine der Marie-Sklodowska-Curie-Maßnahmen, kurz MSCA, eingereicht. Die hochkompetitiven MSCA sind Teil des europäischen Programms „Horizont Europe“. Ramos hat sich federführend mit einem internationalen Training-Netzwerk beworben, an dem zehn Länder beteiligt sind. Ferner steht im Juni 2024 ein europäischer Kongress für Cardio-Immunology im Kloster Banz an, den er mitkoordiniert. Es gibt noch viel zu tun. Und wer weiß, vielleicht wird Gustavo Ramos selbst eines Tages ein Idol, oder er ist es schon längst. 
 

Würzburg. Das Universitätsklinikum Würzburg (UKW) bittet alle Besucher und Patienten mit Erkältungssymptomen, beim Zugang der Klinikgebäude einen Mund-Nasen-Schutz zu tragen. Masken stehen in den Eingangsbereichen der Kliniken bereit. Dabei handelt es sich um eine Präventionsmaßnahme angesichts der saisonalen Ausbreitung der Erreger von Atemwegserkrankungen. Von einer generellen Maskenpflicht sieht das Würzburger Universitätsklinikum aufgrund des aktuellen Infektionsgeschehens am UKW ab.

Allerdings kann es in einzelnen Stationsbereichen mit besonders gefährdeten Patientinnen und Patienten bereits auch jetzt die Pflicht zum Tragen eines Mund-Nasen-Schutzes geben. Am UKW bewertet regelmäßig eine interdisziplinäre Expertengruppe das aktuelle Infektionsgeschehen und gibt entsprechende Präventionsempfehlungen ab.
 

Das Akademische Orchester der Universität Würzburg kommt am Samstag, 16. Dezember 2023 zu einem besonderen Konzert in die Klinik-Kapelle im Altgelände (Haus D23, gegenüber dem Eingang der Kinderklinik).

Beginn des Konzertes ist 16.00 Uhr

Der Eintritt ist frei, Spenden sind am Ausgang erbeten

Solistinnen sind Sophie Hämisch, Maria Popp und Florentine Schiuma
Gesamtleitung hat Markus Popp 

Das Akademische Orchester in Kammerbesetzungen mit Werken von J. S. Bach (Violinkonzert a-Moll, BWV 1041), Josef Gabriel Rheinberger, u .a.

Weitere Infos zum Akademischen Orchester finden Sie hier