Bei jedem vierten Menschen mit einer fortgeschrittenen Krebserkrankung dringen die Tumorzellen ins Gehirn und führen zu Metastasen. Besonders häufig betroffen sind Frauen mit Brustkrebs. Die Hirnmetastasen führen nicht nur zu einer deutlichen Einschränkung der Lebenserwartung, sie gehen auch mit vielen neurologischen Ausfällen wie Störungen in der Bewegung, der Sprache oder dem Gedächtnis einher. Die Symptome treten zwar erst mehrere Monate oder Jahre nach der Erstdiagnose eines Mammakarzinoms auf, die Tumorzellen durchdringen jedoch schon im frühen Erkrankungsstadium die Blut-Hirn-Schranke, indem sie die entzündlichen Signalwege in den Blutgefäßzellen aktivieren, wodurch ihr Eindringen ins empfindliche Hirngewebe erleichtert wird.

Bislang gab es keine Möglichkeit, die Invasion von metastasierenden Krebszellen ins Gehirn wirkungsvoll zu verhindern. Das möchte die Universitätsprofessorin Dr. Carola Förster, die am Universitätsklinikum Würzburg die Abteilung Experimentelle Anästhesiologie leitet, mit ihrem interdisziplinären und internationalen Team, das sich aus erfahrenen Neuroonkologen, Biochemikern, Zell- und Molekularbiologen sowie technischen Assistenten zusammensetzt, ändern.

Rund 70.000 Bundesbürgerinnen erkranken jedes Jahr an Brustkrebs

Immerhin erkrankt derzeit eine von acht Frauen in Deutschland im Laufe ihres Lebens an Brustkrebs. Jedes Jahr erhalten hierzulande rund 70.000* Frauen die Diagnose Mammakarzinom. In Japan steigt die Zahl der Betroffenen inzwischen ebenfalls beträchtlich. Entsprechend groß ist das Interesse auch in Japan, die Inzidenz von Hirnmetastasen zu reduzieren und neue Ansätze zu finden, um die Therapie von Brustkrebspatientinnen zu verbessern.

Treffen mit Konsortialpartnern in Japan

Da Carola Förster bereits über langjährige Kontakte zu ausgewiesenen Spezialisten in Japan verfügt, hat sie von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) einen Grant (Fo 315/5-1) erhalten, um den Austausch zu den japanischen Partnern zu fördern und die internationale Zusammenarbeit zu etablieren. Gemeinsam mit Professor Dr. Markus Sauer vom Lehrstuhl für Biotechnologie und Biophysik der Universität Würzburg war die Biochemikerin im November 2022 für einige Tage an der Fukushima Medical University, um eine Konsortialvereinbarung zu entwickeln. „Der Besuch war großartig, sowohl wissenschaftlich als auch kulturell“, schwärmt Carola Förster. „Es wurde schnell deutlich, dass der persönliche Austausch nicht durch virtuelle Plattformen ersetzt werden kann.“

In der Japan Clinical Oncology Group (JCOG) ist die Hirnmetastasierung von Brustkrebs eines der wichtigsten Themen. Deren Biobanking könnte Carola Förster zufolge eine wertvolle Ressource für die weitere gemeinsame Forschung sein. Außerdem hält die Japan Breast Cancer Research Group (JBCRG) über die Breast International Group (BIG) der EU enge Verbindungen zur German Breast Group (GBG). Diese Zusammenarbeit könnte laut Carola Förster hilfreich sein, um groß angelegte klinische Studien zwischen Japan und Deutschland durchzuführen.

Barrierefunktion der Blut-Hirn-Schranke optimieren

Doch zunächst finden grundlegende Untersuchungen in-vitro und in-vivo statt. „Wir haben die zugrundeliegenden molekularen Mechanismen bereits in ausführlichen Vorarbeiten entschlüsselt und herausgefunden, dass durch die Aktivierung bestimmter Östrogen-Rezeptor-Subtypen an Gefäßwandzellen die Barrierefunktion der Blut-Hirn-Schranke stabilisiert werden kann. Im neuen Forschungsprojekt, das von der DFG und der Stiftung „Forschung hilft“ gefördert wird, möchten wir nun in In-vitro- und In-vivo-Modellen untersuchen, wie wir mit einer völlig neuartigen endokrinen Kombinationstherapie die Blut-Hirn-Schranke gegen den Durchtritt von metastasierenden Brustkrebszellen abdichten können“, schildert die Biochemikerin Carola Förster. „Die im Rahmen einer selektiven endokrinen Therapie verabreichten Nanopartikel sollen an die geeigneten Subtypen von Östrogenrezeptoren auf der Blutgefäßwand und auf den metastasierenden Brustkrebszellen andocken. Mit der zusätzlichen Gabe von entzündungshemmenden und krebshemmenden Naturstoffen kann dieser Effekt sogar noch weiter verstärkt werden und damit das Einwandern der Krebszellen verhindert werden.“

Anti-metastatischen Therapie auf andere Krebsarten übertragen

Da sich die Blut-Hirn-Schranke als ein wichtiges Ziel bei allen Arten von Hirnmetastasen herauskristallisiert, werden die Ergebnisse der Untersuchungen möglicherweise von allgemeiner Bedeutung für die Prävention und Behandlung von anderen häufig in das Gehirn metastasierende Tumore wie Lungenkrebs oder schwarzen Hautkrebs sein. Mit der Identifizierung neuartiger Biomarker möchte das deutsch-japanische Team auch zu einer besseren Identifizierung von Risikopatientinnen und -patienten beitragen

Expertise aus Japan

Mit Prof. Dr. Shigehira Saji, Experte auf dem Gebiet der gynäkologischen Onkologie und Spezialist für die Entwicklung und Anwendung endokriner Therapien sowie Ko-Koordinator des Projekts, arbeitete Carola Förster bereits vor gut 20 Jahren gemeinsam am schwedischen Karolinska Institut an der Aufklärung der Funktion des Östrogenrezeptors beta  Erβ in der Brustdrüsenentwicklung und ihrer Rolle bei der Entstehung von Brustkrebs. Sein Fachwissen wird ergänzt durch erfahrene Neurochirurgen der Partneruniversität Nagasaki, Prof. Shiro Baba und Prof. Yoichi Morofuji, Morofuji ist zudem Försters translationaler Forschungspartner an der Blut-Hirn-Schranke. Da endokrine Therapien eine kardiale Dysfunktion hervorrufen können ist in der späteren Phase des Projekts, wenn die Übertragung in die Kliniken erfolgen soll, der interventioneller Kardiologe Prof. Nagai im japanischen Team, mit dem Förster ebenfalls eine fortlaufende wissenschaftliche Zusammenarbeit zum Thema Gehirn-Herz-Achse verbindet. 

*www.krebsdaten.de (Zentrum für Krebsregisterdaten)

Erlangen, 16.11.2022  Studienteilnahmen sind für die Verbesserung und die Weiterentwicklung von Therapie- und Behandlungsstrategien zur Bekämpfung von Krebs ausschlaggebend. Dem Bayerischen Zentrum für Krebsforschung (BZKF) ist es gelungen, ein gemeinsames, zentrales Studienregister für Bayern zu entwickeln. Bisher wurde das Angebot an klinisch-onkologischen Studien in den jeweiligen Online-Registern der sechs bayerischen Universitätsklinika und deren Comprehensive Cancer Center (CCC) veröffentlicht. Durch die Bereitstellung des zentralen BZKF-Studienregisters wird die Vielzahl der onkologischen Studien in einer öffentlich zugänglichen Datenbank gebündelt. Krebspatientinnen und -patienten sowie behandelnde Ärztinnen und Ärzte in ganz Bayern haben nun die Möglichkeit, klinische Studien bayernweit online einzusehen.

Wissenschaftsminister Markus Blume betont zum Go-live des BZKF-Studienregisters: „Unsere Suchmaschine der Krebsforschung: Mit dem BZKF-Studienregister schafft Bayern eine einzigartige Datenbank und einen Navigator durch den Dschungel an Information im Bereich der Onkologie - zugänglich für alle! Alle bayerischen Unimedizin-Standorte sind mit an Bord und bringen ihre Expertise im Bayerischen Zentrum für Krebsforschung ein. So schaffen wir Transparenz und Zugang - das bringt uns in Therapie und Patientensicherheit in eine neue Liga und kann für die Betroffenen ein echter Lichtblick sein.“

Klinische Studien ermöglichen es, neue Therapien zu entwickeln oder zu verbessern, sowie die Auslöser von Krebserkrankungen noch besser zu verstehen. Aktuelle Studien zur eigenen Krebserkrankung zu kennen, ist daher für Betroffene von großer Bedeutung. Im neuen Online-Studienregister des BZKF können Patientinnen und Patienten sowie Ärztinnen und Ärzte ab sofort aktuelle onkologische Studien, deren Status sowie die Ansprechpersonen in den bayerischen Universitätsklinika und verbundenen Kliniken und Praxen einsehen. Durch die Stichwortsuche oder mithilfe von Filterfunktionen können Einrichtungen gefunden werden, die eine passende onkologische Studie an-bieten. Auch Studien zu unterstützenden Therapien, z. B. zur Behandlung von Nebenwirkungen oder für die psycho-onkologische Betreuung von Krebspatientinnen und -patienten, können eingesehen werden. Über die Teilnahme können Betroffene frühzeitig Zugang zu innovativen Behandlungsmethoden bekommen, die im klinischen Alltag nicht erhältlich sind. Studien können den Betroffenen neue Behandlungsmöglichkeiten und damit auch eine Chance zur Krankheitsbewältigung bieten. Bei der Behandlung im Rahmen einer klinischen Studie werden Patientinnen und Patienten besonders engmaschig und intensiv betreut. Da jede Studie spezifische Ein- und Ausschlusskriterien hat, ist die Beteiligung meist nur für Patientinnen und Patienten in bestimmten Erkrankungssituationen möglich. Die Kriterien für eine Studienteilnahme sind im BZKF-Studienregister online einsehbar. Wann immer möglich unterstützt das BZKF dabei, Patientinnen und Patienten in klinische Studien an einen der BZKF-Standorte einzubringen.

Entwicklung des BZKF-Studienregisters

Mit dem BZKF entstehen erstmals nachhaltige, vernetzte Strukturen für eine Spitzenforschung mit Breitenwirkung für alle Krebspatientinnen und -patienten in Bayern. Das BZKF ist nicht nur die organisatorische Dachstruktur zur Durchführung früher klinischer Umsetzungsforschung, sondern integriert zudem die bereits vorhandenen Schwerpunkte und Verbünde und versorgt die Bevölkerung mit den neuesten Diagnostik-, Behandlungs- und Therapiemöglichkeiten in allen Regionen Bayerns. Die geschaffene Struktur im Rahmen des BZKF macht es möglich, die Bündelung von Daten aus bestehenden Systemen der sechs Universitätsklinika vorzunehmen. Das BZKF hat als standortübergreifende Forschungseinrichtung mit dem zentralen Online-Register eine klare Vorreiterrolle übernommen. „Ohne klinische Studien kann keine Verbesserung der medizinischen Versorgung erreicht werden. Umso wichtiger ist es, dass für Patientinnen und Patienten der Zugang zu den Studienangeboten nun über das gemeinsame BZKF-Studienregister vereinfacht wird“, erklärt Prof. Dr. Claus Belka, Direktor der Klinik für Strahlentherapie und Radioonkologie und Mitglied im BZKF-Direktorium. Prof. Belka hat die Entwicklung des Studienregisters seit Projektbeginn aktiv mitgestaltet.

Ein weiterer wichtiger Aspekt ist das bloße Wissen über die Möglichkeit, an klinischen Studien im Rahmen einer Krebsbehandlung teilzunehmen. „Viele Betroffene wissen nicht, was klinische Studien sind, wie und warum sie durch-geführt werden und wo sie sich diesbezüglich informieren können. Das BZKF-Studienregister ist ein großer Schritt, um diese Wissenslücken nach und nach zu schließen und Betroffenen die Angst und Skepsis gegenüber der Teilnahme an klinischen Studien zu nehmen“, macht Susanna Zsoter deutlich, die seit 2015 mit der Diagnose Darmkrebs lebt und für mehr Aufklärung über klinische Studien kämpft.

Aufbau einer zentralen IT-Infrastruktur

Den Mittelpunkt des geplanten BZKF-Datennetzwerkes, u. a. zur Unterstützung klinischer Studien, bilden die von der Medizininformatik-Initiative (MII) etablierten lokalen Datenintegrationszentren (DIZ). In diesen neuen Einrichtungen werden Forschungs- und Versorgungsdaten eines Universitätsklinikums gesammelt, wobei Datenqualität und Datenschutz eine wesentliche Rolle spielen. Die Zusammenführung der Daten aus der Patientenversorgung in den DIZ unterliegt den strengen Vorgaben der Datenschutzgesetze auf Landes-, Bundes- und europäischer Ebene.

Neue Entwicklungen am BZKF sollen es ermöglichen, neueste Erkenntnisse aus der Grundlagenforschung schnell und effektiv direkt in innovative Diagnoseverfahren und Therapien der Patientenversorgung einzubringen. Die Zukunft der Krebsmedizin und -forschung ist nur im Verbund eines strukturierten Zentrums der Universitätskliniken entwicklungsfähig. Kerngedanke des BZKF ist es, spezielle Expertise und die dafür erforderlichen Infrastrukturen gezielt an einzelnen Standorten aufzubauen und für alle Standorte nutzbar zu machen. Das BZKF arbeitet daher stetig an weiteren Infrastrukturmaßnahmen, die nach der Fertigstellung flächendeckend implementiert werden sollen. So wird zum Beispiel an einem IT‐Datenmanagementsystem zur Sicherung von Behandlungsdaten innerhalb des BZKF gearbeitet. Das BZKF-Studienregister ist somit eine Facette einer bayernweiten IT-Infrastruktur für Patientinnen und Patienten.

Bayerisches Zentrum für Krebsforschung (BZKF)

Mit der Gründung des Bayerischen Zentrum für Krebsforschung (BZKF) im November 2019 wird das große Ziel verfolgt, allen Bürgerinnen und Bürgern in Bayern, ganz unabhängig von ihrem Wohnort, Zugang zu bestmöglichen, neusten und innovativen Therapien zu ermöglichen. Mit dem Zusammenschluss der sechs bayerischen Universitätsklinika in Augsburg, Erlangen, den zwei Standorten in München, Regensburg und Würzburg wird nicht nur die Krebsforschung gefördert, sondern auch Kompetenzen und Wissen zu den Themen Früherkennung, Therapie und Nachsorge von Tumorerkrankungen gebündelt und zugleich Betroffenen eine flächendeckende und interdisziplinäre Versorgung angeboten. „Wir möchten uns als starkes Konsortium etablieren, das national wie international in der Krebsbekämpfung eine entscheidende Rolle spielt“, so Prof. Dr. Andreas Mackensen, Direktor des BZKF. Neben der Entwicklung neuer Therapieverfahren gegen Krebs möchte das BZKF auch als Anlaufstelle für alle Bürgerinnen und Bürger dienen. Das BürgerTelefonKrebs bietet unter der kostenfreien Telefonnummer 0800 85 100 80 eine unkomplizierte Möglichkeit, sich individuell zu allen Fragen bezüglich einer Krebserkrankung beraten zu lassen.

Bayerisches Zentrum für Krebsforschung (BZKF) - Pressemitteilung

Herr Rieger, Sie sind aktuell viel auf dem Campus mit dem Dienstrad zu sehen und führen u.a. viele Planungsgespräche mit den Kliniken. Wie wichtig ist dieser persönliche Austausch nach der langen Phase der Kontaktbeschränkungen, die teilweise ja noch andauern?

Rieger: Wir haben 2020 am UKW die Umstellung auf den digitalen Austausch hervorragend geschafft, aber natürlich: Der persönliche Kontakt schafft nochmal eine ganz andere Gesprächs- und Vertrauensbasis, im Idealfall auch mehr Verständnis füreinander. Natürlich muss ich als Kaufmännischer Direktor einen klaren Blick auf die Zahlen haben. Termine vor Ort helfen dabei, die Hintergründe hinter den Zahlen zu verstehen und einzuordnen. Das ist eine wichtige Basis für eine belastbare und verantwortungsvolle Investitionsplanung, an der wir gerade arbeiten.

Bei den aktuellen Gesprächen geht es auch um die strategischen Ziele des UKW, die nun in einem breiten Beteiligungsprozess neu geschärft wurden...

Rieger: Ja, genau. Und es freut mich sehr, dass sich so viele Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter auf allen Ebenen in den Strategieprozess eingebracht haben. Es ist sehr wichtig, dass diese strategischen Ziele auf einer breiten Basis entwickelt wurden, denn sie sind die wichtigen Eckpfeiler für die Entwicklung unseres Klinikums in den kommenden Jahren. Und es ist für mich dabei völlig normal, dass diese Ziele in ganz unterschiedlichen Stadien verfolgt werden: Manches bedarf noch einer grundlegenden Ausarbeitung und auch ggf. weiterer Konzepte, etwa wenn es um die Strukturen der Altersmedizin geht. Andere Projekte, z.B. im Themenfeld „Arbeitgeberattraktivität“ können nun bereits in einem nächsten Schritt konkretisiert und angegangen werden. Ich freue mich sehr auf diesen Prozess!

Die Rahmenbedingungen dafür sind natürlich herausfordernd: Wir befinden uns im dritten Jahr der Pandemie und die Folgen des Krieges gegen die Ukraine mit den Entwicklungen am Energiemarkt betreffen auch das UKW...

Rieger: Natürlich, auch damit beschäftigen wir uns intensiv. Aber zunächst möchte ich einen Schritt zurückgehen in der Betrachtung: Auch in diesem Jahr haben wir – trotz intensiver Corona-Sommerwelle und sehr hoher Belastung – unseren Versorgungsauftrag mit großem Einsatz sicherstellen können. Das ist eine enorme Leistung, die allen Kolleginnen und Kollegen sehr viel abverlangt hat. Das hat uns auch in der Kriseneinsatzleitung beschäftigt – und ich will auch an dieser Stelle meinen persönlichen Dank ausdrücken! Hier konnten wir erneut unsere Stärken als Uniklinik unter Beweis stellen. Das gilt ebenso die Versorgung von geflüchteten Menschen aus der Ukraine: Hier haben viele Bereiche unseres Klinikums Außergewöhnliches geleistet und leisten es noch immer. Auf der anderen Seite stehen die Preissteigerungen, u.a. bei Energie und Gas. Wir gehen hier aktuell für 2021 von Mehrkosten in Höhe von rund sieben Millionen Euro aus. Alle Kliniken stehen gerade vor dieser Entwicklung. Die Deutsche Krankenhausgesellschaft fordert daher einen Inflationsausgleich und Hilfen für Krankenhäuser wegen der extrem gestiegenen Energiepreise. Sie hat die aktuelle Entwicklung Anfang September 2022 nochmals klar herausgearbeitet und deutlich an die Politik adressiert. Wir als UKW sind ein wirtschaftliches gesundes Klinikum, aber auch für uns ist dies ohne Ausgleichsmaßnahmen eine Herausforderung.
Auch abgesehen von den Kosten liegt es uns am Herzen, Energie zu sparen. Dabei können wir an unser bestehendes Energiemanagementsystem anknüpfen. In diesem Rahmen wurden bereits zahlreiche Maßnahmen umgesetzt. Aber natürlich können alle Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter einen Beitrag leisten, wenn es darum geht, Energie zu sparen – so wie es viele Menschen ja derzeit auch im Privaten tun. Mit Blick auf die Größe des UKW können daher viele einzelne Beiträge hier im Ganzen viel leisten.

Blicken wir auf das Thema „Bauen“: Seit Juli 2022 liegt der Planungsauftrag für den 1. Bauabschnitt der Erschließung für das Erweiterungsgelände Nord vor. Damit können nun die Planungen für die Neubauten weiter vorangehen...

Rieger: Über diese Entscheidung und das Vertrauen des Freistaates freue ich mich natürlich sehr. Damit haben wir als UKW die Chance, uns baulich zu modernisieren, die Patientenversorgung spürbar zu verbessern und auch bessere Arbeitsbedingungen für die Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter zu schaffen. In den kommenden Wochen führt das Staatliche Bauamt als Bauherrenvertreter Nutzergespräche mit den Kliniken, die in den Neubau ziehen werden, und den beteiligten Verwaltungsbereichen. Diese Gespräche sind von enormer Bedeutung für das Projekt – auch wenn es noch dauern wird, bis die ersten Bagger rollen. Auch unsere strategischen Ziele fließen bestmöglich in die Planungen ein – das ist eine gewaltige Chance für das gesamte UKW. Daher ist nun ein optimaler Zeitpunkt gewesen, um unseren Strategieprozess in die nächste Umsetzungsstufe zu bringen, einen klaren Kurs zu haben und unsere Stärken nutzen. Ebenso wichtig für die zukünftige Entwicklung sind aber auch die weiteren Baumaßnahmen auf unserem Gelände: Der Neubau der Klinik für Strahlentherapie macht große Fortschritte, für den Neubau der Apotheke auf dem Altcampus liegt nun die Baugenehmigung vor und erste Arbeiten sind gestartet. Und auch beim Neubau eines eigenen Rechenzentrums gehen die Planungen voran – das ist ein wichtiger Baustein für die zukünftige IT-Entwicklung am UKW. Einen großen Schritt haben wir auch bei den Planungen für die neue Kita mit 110 zusätzlichen Betreuungsplätzen gemacht und mit der Diakonie einen starken Träger gefunden. Die Inbetriebnahme ist für das Jahr 2025 vorgesehen. Das hilft uns dabei, auch zukünftig als attraktiver Arbeitgeber aufzutreten und unsere Stärken weiter auszuspielen. Daher bin ich – trotz aller bestehenden Herausforderungen – absolut optimistisch, dass wir diese Vielzahl von Projekten gemeinsam erfolgreich weiter voranbringen und umsetzen!

Zu guter Letzt: Stimmt es, dass Sie nun auch „komplett“ nach Würzburg gezogen sind?

Rieger: Ja, das stimmt! Ich hatte noch einen zweiten Wohnsitz in München. Den habe ich nun aufgegeben und bin seit diesem Sommer ausschließlich Würzburger – wenn auch nicht gebürtig, aber doch ganz „offiziell zugezogen“.


Das Interview führte Stefan Dreising.

Zur Person

Philip Rieger
geboren: September 1975 in Biberach

Frühere Stationen:
2016 – 2017: Kommissarischer Kaufmännischer Direktor am LMU Klinikum München
2013: Leiter der Personalabteilung am LMU Klinikum und Stellvertreter des Kaufmännischen Direktors 
2012: Wechsel an das Klinikum der Universität München (KUM) als Referent des Vorstandes
2008 – 2012: Juristischer Beamter im Wissenschaftsministerium des Freistaates Bayern
2002 – 2008: Wissenschaftlicher Mitarbeiter am Leopold-Wenger-Institut der Ludwig-Maximilians-Universität München
1995 – 2002: Studium der Rechtswissenschaften in Konstanz, Lyon/ Frankreich und Berlin

Auszug aus Klinikum & Wir 3/2022

Wenn die Bayernwerk AG mit dem bayerischen Wissenschaftsministerium als Partner ihre Kulturpreise verleiht, sind unter den Ausgezeichneten immer junge Forschende dabei. Denn die Preise werden auch in der Sparte „Wissenschaft“ vergeben, in der Regel für herausragende Promotionen.

Eine der Auszeichnungen für 2022 geht an Dr. Matthias Ryma aus der Würzburger Universitätsmedizin. Er erhält den mit 2.000 Euro dotierten Preis für seine Doktorarbeit, die er 2021 an der Julius-Maximilians-Universität (JMU) Würzburg abgeschlossen hat. Die Arbeit wurde schon zuvor ausgezeichnet, und zwar mit dem Preis für eine herausragende wissenschaftliche Arbeit der Deutschen Gesellschaft für Biomaterialien sowie mit dem Preis der Unterfränkischen Gedenkjahrstiftung für Wissenschaft.

Matthias Ryma hat seine preisgekrönte Doktorarbeit am Lehrstuhl für Funktionswerkstoffe der Medizin und Zahnheilkunde angefertigt. In der Arbeit hat er neue Technologien für die Biofabrikation entwickelt. „Meine Dissertation kann dabei helfen, künstlich funktionales Gewebe herzustellen. Eines Tages könnten so künstliche Organe produziert werden“, erklärt er.

Filigranes Gerüst für künstliche Blutgefäße

Bei der Biofabrikation werden menschliche Zellen mittels 3D-Druckverfahren auf Gerüststrukturen aufgebracht. Diese Konstrukte können dann zu künstlichen Geweben oder organartigen Gebilden weiterentwickelt werden. So bietet die Biofabrikation auch die Chance, Tierversuche zu ersetzen und krankes oder zerstörtes Gewebe zu regenerieren.

Dr. Ryma hat mit einem hochauflösenden 3D-Drucker filigrane Fasern aus einem speziellen Polymer hergestellt. Dieser in der Produktion aufwendige Ausdruck dient als winziges Gerüst, auf dem der Wissenschaftler im Labor naturgetreue Blutgefäßstrukturen herstellen kann. Das Besondere an dem eingesetzten Polymer: Es lässt sich gut im 3D-Drucker verarbeiten und es löst sich bei niedrigen Temperaturen in Wasser vollständig auf. Somit verschwindet es in einem künstlichen Gewebe, sobald die Temperatur gesenkt wird – zurück bleibt ein biomimetisches Mikrokanalnetzwerk, das den natürlichen Blutgefäßen ähnelt.

Den Kulturpreis bekam der Würzburger Forscher am 10. November 2022 bei einer Feier in München überreicht. Als eine Art „Pokal“ gab es dazu die Bronzestatue „Gedankenblitz“, geschaffen von dem Schwandorfer Bildhauer Peter Mayer. Den Ausgezeichneten gratulierte auch Bayerns Wissenschaftsminister Markus Blume.

Exzellentes Umfeld für Biofabrikation

Der Preisträger forscht und lehrt weiterhin am Würzburger Lehrstuhl. Hier ist er in ein exzellentes Umfeld eingebunden. Lehrstuhlleiter Professor Jürgen Groll, der Betreuer von Rymas Dissertation, ist einer der Pioniere der Biofabrikation.

Unter Grolls Federführung wurde an der JMU einer der weltweit ersten Master-Studiengänge für Biofabrikation eingerichtet. Der Professor sorgte auch dafür, dass hier 2016 die deutschlandweit erste Professur für Biofabrikation entstand.

Und die Entwicklung geht weiter. Auf dem Hubland-Campus der Universität wird derzeit das Center of Polymers for Life gebaut. In diesem neuen interdisziplinären Forschungszentrum werden Biofabrikation und Polymerforschung miteinander verknüpft. Dort wird auch das 2020 gegründete JMU-Institut für Funktionsmaterialien und Biofabrikation einziehen, eine gemeinsame Einrichtung der Fakultäten für Medizin und Chemie.

Kontakt

Dr. Matthias Ryma, Lehrstuhl für Funktionswerkstoffe der Medizin und Zahnheilkunde, T +49 931 31-80696, matthias.ryma@ fmz.uni-wuerzburg.de 

einBlick - Das Online-Magazine der Universität Würzburg vom 15.11.2022

So unterschiedlich sich Autoimmunerkrankungen wie beispielsweise Multiple Sklerose, entzündliches Rheuma oder Schuppenflechte, aber auch sämtliche Formen von Krebs auf die Betroffenen auswirken – ein Merkmal ist ihnen allen gemeinsam: Sie alle gehen mit einer gesteigerten Zellvermehrung einher. Dementsprechend müssen die Zellen die Produktion von molekularen Bausteinen kräftig steigern, was zwangsläufig mit einem stark erhöhten Energiebedarf dieser Zellen einhergeht.

Daher ist die Kontrolle über die zelluläre Energiegewinnung und die Produktion molekularer Bausteine eine wichtige Strategie bei der Entwicklung neuer Medikamente gegen solche Krankheiten. Einem Team von Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern der Julius-Maximilians-Universität Würzburg (JMU) ist dabei jetzt ein wichtiger Schritt gelungen. Über bisher ungenutzte pharmakologische Angriffspunkte konnte es Einfluss auf diese zellulären Prozesse nehmen.

Publikation in Nature Communications

Hauptautorin der jetzt in der Fachzeitschrift Nature Communications veröffentlichten Studie ist Antje Gohla, Professorin für Biochemische Pharmakologie am Lehrstuhl für Pharmakologie und Toxikologie der JMU. Daran beteiligt waren Teams vom Rudolf-Virchow-Zentrum (RVZ) für Integrative und Translationale Bildgebung, dem Biozentrum und dem Institut für Pharmazie der JMU sowie vom Leibniz Institut für Molekulare Pharmakologie-FMP Berlin und dem Leibniz Institut für Analytische Wissenschaften-ISAS Dortmund.

„Ein typischer Angriffspunkt bei der Entwicklung neuer Wirkstoffe ist die Vorliebe vieler Zellen für Zucker in Form von Glukose als Hauptenergie- und Baustein-Lieferant, denn Glukose kann im Stoffwechsel quasi als Allzweck-Molekül verwendet werden“, erklärt Antje Gohla. Allerdings sei der therapeutische Erfolg dieser Strategie bisher begrenzt.

Dabei sei ein wichtiger Aspekt des menschlichen Stoffwechsels von der Forschung lange Zeit ignoriert worden: „Parallel zu den bereits gut bekannten Ab-, Um-, und Aufbauwegen von Glukose laufen im Untergrund auch verschiedene ‚Reparaturprozesse‘ ab, die für einen kontinuierlichen, reibungslosen Stoffumsatz nötig sind“, erklärt Gohla.

Blockade an wichtigen Reparaturprozessen

Auf diese Prozesse hat sich das Forschungsteam in seiner jetzt veröffentlichten Studie konzentriert. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler sind dafür der Frage nachgegangen, ob sich derartige Reparaturprozesse als Angriffspunkte von Medikamenten eignen könnten. Die Antwort ist eindeutig: „Wir konnten erstmals einen Wirkstoff identifizieren, der zielgerichtet die Aktivität der sogenannten Phosphoglykolat-Phosphatase hemmt, eines wichtigen Reparatur-Enzyms im Zuckerstoffwechsel“, erklärt die Pharmakologin. Im Reagenzglas haben diese Wirkstoffe wie erhofft die Vermehrung von Tumorzellen blockiert.

Phosphatasen gelten prinzipiell als komplizierte pharmakologische Zielstrukturen. Dementsprechend froh ist das Team, dass es ihm gelungen ist, einen strukturell neuartigen Phosphatase-Inhibitor zu identifizieren und zu charakterisieren.

Wichtige Unterstützung aus der Strukturbiologie

Unterstützung erhielt Gohla bei dieser Suche von Expertinnen und Experten aus dem Hochdurchsatz-Screening, der Metabolismus-Analytik, Strukturbiologie und Medizinalchemie. Mit deren Hilfe sei es gelungen, in detaillierten Untersuchungen den molekularen Wirkmechanismus eines Hemmstoffs der Phosphoglykolat-Phosphatase aufzuklären.

Einen wesentlichen Beitrag dazu lieferte Professor Hermann Schindelin vom Rudolf-Virchow-Zentrum durch die Aufklärung der dreidimensionalen Struktur der Phosphoglykolat-Phosphatase im Komplex mit dem Wirkstoff mittels Röngtenkristallstrukturanalyse. „Die Visualisierung des Wirkstoffs in räumlicher Nachbarschaft zum aktiven Zentrum erklärt nicht nur die enzymkinetischen Daten, sondern liefert vor allem einen Startpunkt für die zukünftige Entwicklung einer neuen Generation von Hemmstoffen mit verbesserten Bindungseigenschaften“, führt der Strukturbiologe aus.

Perspektive für neue Therapien

Insgesamt zeigen die Ergebnisse, dass es noch bisher ungenutzte pharmakologische Angriffspunkte im zellulären Zuckerstoffwechsel gibt. Während sich die Forschung bislang auf die Haupt-Stoffwechselwege der Glukose konzentriert habe, die auch für viele gesunde Zellen lebenswichtig sind, zielt dieser neue Ansatz auf den gesteigerten Bedarf an Reparaturprozessen im hochaktiven Stoffwechsel krankheitsassoziierter Zellen ab. „Das Konzept ist also, mit einem pharmakologischen Ansatz dafür zu sorgen, dass sich beispielsweise Tumorzellen oder fehlgesteuerte Immunzellen abhängig von ihrer Stoffwechselaktivität durch das Anhäufen toxischer Nebenprodukte selbst ausbremsen oder sogar vergiften“, erklärt Gohla.

Bis der neue Wirkstoff als Medikament zur Behandlung von Autoimmunkrankheiten oder Krebs eingesetzt werden kann, ist es allerdings noch ein weiter Weg. Die Autorinnen und Autoren der Studie hoffen jedoch, dass sich auf Basis ihrer grundlegenden Untersuchungen in Zukunft neue Perspektiven bei der Behandlung von Tumoren, Autoimmunkrankheiten oder chronisch-entzündlichen Erkrankungen auftun.

Originalpublikation

Glycolytic flux control by drugging phosphoglycolate phosphatase. Elisabeth Jeanclos, Jan Schlötzer, Kerstin Hadamek, Natalia Yuan-Chen, Mohammad Alwahsh, Robert Hollmann, Stefanie Fratz, Dilan Yesilyurt-Gerhards, Tina Frankenbach, Daria Engelmann, Angelika Keller, Alexandra Kaestner, Werner Schmitz, Martin Neuenschwander, Roland Hergenröder, Christoph Sotriffer, Jens Peter von Kries, Hermann Schindelin, Antje Gohla. Nature Communications, DOI: 10.1038/s41467-022-34228-2

Kontakt

Prof. Dr. Antje Gohla, Lehrstuhl für Pharmakologie und Toxikologie, T: +49 931 31-80099, antje.gohla@ uni-wuerzburg.de 

einBlick - Das Online-Magazine der Universität Würzburg vom 15.11.2022

Zum wiederholten Male finden sich Professoren der Julius-Maximilians-Universität Würzburg (JMU) in der Liste der Highly Cited Researchers. Darunter sind der Mediziner Hermann Einsele, der Zellforscher José Pedro Friedmann Angeli, der Systembiologe Dominic Grün, der RNA-Forscher und Infektionsbiologe Jörg Vogel und der Chemiker Frank Würthner.

Das auf Zitationsdaten spezialisierte Unternehmen Clarivate Analytics hat die aktuelle Highly-Cited-Liste erstellt und am 15. November 2022 veröffentlicht. Grundlage der Auswertung ist laut Clarivate die Datenbank Web of Science. Für 2022 hat das Analyseteam den Zeitraum von Anfang 2011 bis Ende 2021 betrachtet.

Als häufig zitiert gelten Publikationen, die in ihrem Erscheinungsjahr zu den ein Prozent meistzitierten ihres Fachgebiets gehören. Nur wer an besonders vielen Highly Cited Papers beteiligt ist, wird in den exklusiven Kreis der Highly Cited Researchers aufgenommen. 2022 besteht dieser Kreis aus 6.938 Persönlichkeiten weltweit.

Physiker unter den Citation Laureates

Neben der Liste mit den Highly Cited Researchers führt Clarivate Analytics eine weitere Liste mit sogenannten Citation Laureates. Diese kommen aus Sicht der Fachleute für den Nobelpreis in Frage. Dort wird seit 2014 der JMU-Physiker Laurens Molenkamp geführt. Um für diese Liste in Betracht gezogen zu werden, müssen Wissenschaftler Veröffentlichungen vorweisen können, die mehr als 1.000 Mal zitiert wurden. Außerdem müssen ihre Arbeiten mit einer bedeutenden Entdeckung oder einem nobelpreiswürdigen Fortschritt verbunden sein.

Liste der Highly Cited Researchers 2022

Gratulation vom Universitätspräsidenten

JMU-Präsident Paul Pauli gratuliert den Forschern: „Dass so viele Würzburger Wissenschaftler wiederholt zu den Highly Cited Researchers und Citation Laureates zählen, ist auch ein eindrucksvoller Beleg für die internationale Sichtbarkeit unserer Universität. Meinen Glückwunsch an die Ausgezeichneten!“

Prof. Dr. Hermann Einsele

Der Leiter des Lehrstuhls für Innere Medizin II und Direktor der Medizinischen Klinik und Poliklinik II beschäftigt sich mit der Stammzelltransplantation gegen Blutkrebs und das Multiple Myelom und Infektionserkrankungen bei immunabwehrgeschwächten Patienten. Unter seiner Leitung laufen immuntherapeutische Studien für viele Tumorerkrankungen. Einsele hat eine Krebstherapie mit spezifisch veränderten Immunzellen entwickelt und diese erstmals in Europa klinisch eingesetzt. An Auszeichnungen erhielt er unter anderen: 2003 den van Bekkum Award der Europäischen Gesellschaft für Zell- und Stammzelltherapie, 2012 Nobel Lecture Stem Cell Biology/Transplantation, Nobel Forum Karolinska Institute Schweden. 2014 wurde er als Mitglied in die Akademie der Wissenschaften und der Literatur Mainz aufgenommen. 2022 erhielt er als erster Europäer den renommierten Erasmus Hematology Award für besondere Leistungen bei der Immuntherapie von Krebserkrankungen. Er ist Co-Sprecher der Sonderforschungsbereiche 124, 221 und 338 sowie Sprecher des Nationalen Zentrums für Tumorerkrankungen WERA mit Hauptstandort Würzburg.

Prof. Dr. José Pedro Friedmann Angeli

Der Professor für Translationale Zellbiologie am Rudolf-Virchow-Zentrum – Center for Integrative and Translational Bioimaging ist ein Pionier auf dem Gebiet der Ferroptose. Dabei handelt es sich um eine Form des Zelltods, deren Beteiligung an immer mehr physiologischen und krankhaften Prozessen im Organismus zunehmend klar wird. Die Arbeit in seiner Gruppe zielt darauf ab, diejenigen Stoffwechselwege zu verstehen und zu nutzen, die die Ferroptose-Empfindlichkeit regulieren. Das langfristige Ziel dieser Forschung ist es, Krebsarten wie B-Zell-Malignome, Melanome und Neuroblastome, die von Natur aus empfindlich für die Ferroptose sind, gezielt beeinflussen zu können.

Prof. Dr. Dominic Grün

Der Leiter des Lehrstuhls für Computational Biology of Spatial Biomedical Systems und Direktor am Institut für Systemimmunologie erforscht mit hochauflösenden Methoden Prozesse der Zelldifferenzierung im Knochenmark und im Lebergewebe. Seine Arbeitsgruppe hat zahlreiche bioinformatische Algorithmen entwickelt, um Daten zu entschlüsseln, die mittels Einzelzell-RNA-Sequenzierung gewonnen wurden. Mit diesen Methoden konnte der Physiker einen ersten Zelltyp-Atlas der humanen Leber erstellen und zu einem besseren Verständnis der Gewebearchitektur und Zelldifferenzierung in der Leber beitragen. Seine Arbeit wurde 2020 mit dem GlaxoSmithKline-Preis für medizinische Grundlagenforschung ausgezeichnet. Seine Forschung zur Gewebearchitektur des Knochenmarks wird seit 2019 durch einen mit zwei Millionen Euro dotierten ERC Consolidator Grant des Europäischen Forschungsrates gefördert.

Prof. Dr. Jörg Vogel

Der Direktor des Helmholtz-Instituts für RNA-basierte Infektionsforschung und Direktor des Instituts für Molekulare Infektionsbiologie an der Medizinischen Fakultät der JMU erforscht regulatorische RNA-Moleküle in bakteriellen Krankheitserregern wie Salmonellen und Fusobakterien. Seine Arbeitsgruppe entwickelt neue, auf Hochdurchsatzsequenzierung beruhende Methoden, um RNA-Moleküle in hoher Auflösung zu erfassen und deren Wirkmechanismen zu verstehen. Der Biochemiker und Leibniz-Preisträger von 2017 ist gewähltes Mitglied der Nationalen Akademie der Wissenschaften (Leopoldina) und der Europäischen Molekularbiologie-Organisation EMBO.

Prof. Dr. Frank Würthner

Der Leiter des Lehrstuhls für Organische Chemie II und Gründungsdirektor des Zentrums für Nanosystemchemie der JMU leistete grundlegende Arbeiten in der supramolekularen Materialchemie. Für die organische Elektronik und Photovoltaik entwickelt er supramolekulare Polymere und Nanomaterialien auf Basis von Funktionsfarbstoffen. Nach erfolgreichen Arbeiten zur Umwandlung von Sonnenlicht in Strom beschäftigt sich Würthner – seit 2018 gefördert mit einem ERC Advanced Grant – auch mit Farbstoff-basierten Materialien, die mit Sonnenlicht Brennstoffe erzeugen können. Hier setzt er auf biomimetische Konzepte und synthetische Nanosysteme. Für seine Arbeiten über Farbstoffaggregate verlieh ihm die Gesellschaft Deutscher Chemiker die Adolf-von-Baeyer-Denkmünze.

Citation Laureate Prof. Dr. Laurens Molenkamp

Dem Leiter des Lehrstuhls für Experimentelle Physik III gelang 2007 die Entdeckung des Quanten-Spin-Hall-Effekts. Molenkamp war außerdem der erste, der die neue Materialklasse der topologischen Isolatoren experimentell realisieren konnte. Seit seinem Durchbruch wird auf diesem Gebiet weltweit intensiv geforscht. Molenkamp erhielt unter anderem 2011 und 2017 jeweils mit 2,5 Millionen Euro dotierte ERC Advanced Grants und 2014 den Leibniz-Preis. 2017 kam die Stern-Gerlach-Medaille hinzu, die höchste Auszeichnung der Deutschen Physikalischen Gesellschaft. 2022 wurde Molenkamp von der Universidad San Martin in Argentinien mit der Ehrendoktorwürde ausgezeichnet.

einBlick - Das Online-Magazine der Universität Würzburg vom 15.11.2022 

Prof. Dr. Claudia Sommer, Leitende Oberärztin in der Neurologischen Klinik und Poliklinik am Universitätsklinikum Würzburg, und Prof. Dr. Andrea Kübler vom Lehrstuhl für Psychologie an der Universität Würzburg, Arbeitsbereich Interventionspsychologie, sind im Research.com-Ranking unter den besten 100 weiblichen Wissenschaftlerinnen in Deutschland und unter den besten 1000 weltweit gelistet (https://research.com/scientists-rankings/best-female-scientists/de).

Das Ranking umfasst führende Wissenschaftlerinnen aus allen wichtigen Wissenschaftsbereichen. Die Kriterien für die Aufnahme in die globale Rangliste basieren auf dem H-Index, dem Anteil der in der jeweiligen Disziplin geleisteten Beiträge sowie den Auszeichnungen und Erfolgen der Forscherin.

Die Neurologin und Psychiaterin Claudia Sommer und die Biologin und Psychologin Andrea Kübler haben sogar zwei gemeinsame Projekte. Im vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderten Projekt "VirtualNoPain“ untersuchen sie eine neue Methode für die Schmerztherapie, bei der erstmals die Virtual Reality mit Neurofeedback verknüpft wird. Die Patientinnen und Patienten tauchen in eine computersimulierte Welt ein und lernen, bestimmte Gehirnaktivitäten selbst zu steuern, sodass chronische Schmerzen reguliert werden. Die Hoffnung ist, dass unter anderem Menschen, die unter Fibromyalgie leiden, das Selbstwirksamkeitserleben stärken und lernen die chronischen Schmerzen, die oft Begleiterscheinen von Depressionen oder Angstzuständen sind, wirkungsvoll zu beeinflussen.

In einem anderen Projekt geht es um die Faktoren, die Migräne auslösen und ob und wie Betroffene sich die Wirkung dieser so genannten Trigger abtrainieren können. Konkret sollen die Patientinnen und Patienten mithilfe von videobasierten Testsystemen Aufgaben erledigen, während ihnen Trigger präsentiert werden. Können sie sich selbst beeinflussen und resistenter gegen die Auslöser werden?

Das Ranking widmet sich erstmals ausschließlich Wissenschaftlerinnen. Durch die Beispiele erfolgreicher Forscherinnen sollen Frauen, die eine akademische Laufbahn in Erwägung ziehen, sowie Entscheidungsträger weltweit inspiriert werden. Es soll dazu beitragen, mehr Möglichkeiten und gleiche Chancen für Frauen in der Wissenschaft zu schaffen.

#WomenInScience

Diese Ziele verfolgt auch das Uniklinikum Würzburg mit seiner Serie #WomenInScience, in der forschende Frauen am Uniklinikum vorgestellt werden. Hier geht es zum Porträt von Claudia Sommer, die über weitere Projekte und ihre Faszination an der Forschung berichtet.