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Dr. Florian Kleefeldt: Die Gefäßverkalkung - Atherosklerose - chronisch entzündete Stellen - Protein CEACAM1

Medizin am Abend Berlin - MaAB-Fazit: Preisgekrönter Mediziner

Wie lässt sich die altersbedingte Gefäßverkalkung bremsen? 

Das erforscht der Mediziner Dr. Florian Kleefeldt an der Universität Würzburg. 

Für seine Arbeit hat er jetzt erneut eine Auszeichnung bekommen

Dr. Florian Kleefeldt in den Labors des Instituts für Anatomie und Zellbiologie.

Dr. Florian Kleefeldt in den Labors des Instituts für Anatomie und Zellbiologie.
Anett Diker / Uni Würzburg 

Bevor es zu einem Herzinfarkt oder einem Schlaganfall kommt, spielt sich in den Blutgefäßen ein anderes krankhaftes Geschehen ab: 

die Gefäßverkalkung. In der Fachsprache der Medizin wird sie Atherosklerose genannt.

Bei diesem alterungsbedingten Prozess bilden sich in den Wänden der Gefäße sogenannte Plaques. 

  • Das sind chronisch entzündete Stellen, an denen laufend Zellen absterben und die immer größer werden. 
  • Zum Blutstrom hin sind die Plaques durch eine Art Deckel abgeschirmt.


"Wenn dieser Deckel reißt, kommt das Plaque-Material mit dem Blut in Kontakt und es bildet sich ein Gerinnsel", erklärt der Mediziner Dr. Florian Kleefeldt (30) von der Julius-Maximilians-Universität (JMU) Würzburg. Wird das Gerinnsel mit dem Blutstrom fortgerissen, kann es an anderen Stellen im Körper Blutgefäße verstopfen - ein Herzinfarkt oder ein Schlaganfall sind mögliche Konsequenzen.

Blutgefäße und Plaques im Blick

Kleefeldt erforscht die Alterung der Blutgefäße und die Vorgänge, die zur Bildung der Plaques führen. Er ist am Institut für Anatomie und Zellbiologie der JMU im Team von Professor Süleyman Ergün tätig.

Bei seinen Forschungen kam heraus, dass das Protein CEACAM1 mit dem Altern der Blutgefäße in Zusammenhang steht. 

Je älter ein Mensch ist, desto mehr von diesem Protein steckt in seinen Gefäßen. 

Kleefeldt hat in seiner Doktorarbeit gezeigt, dass CEACAM1 die Gefäßwände durchlässiger macht. 

  • Außerdem lässt es narbenartige Kollagen-Ablagerungen entstehen, die der Ausgangspunkt für Plaques sind.


Stipendium der Novartis-Stiftung

Für seine Doktorarbeit erhielt er 2020 den Promotionspreis der Anatomischen Gesellschaft. Jetzt ist eine weitere Auszeichnung dazugekommen: ein Graduiertenstipendium der Novartis-Stiftung

für therapeutische Forschung. Insgesamt drei solche Stipendien vergibt die Stiftung jedes Jahr bundesweit. Dotiert sind sie mit jeweils 8.000 Euro.

An der JMU fließt das Geld in ein neues Projekt. Kleefeldt will dabei klären, ob das Protein CEACAM1 nicht nur für die Plaquebildung eine Rolle spielt, sondern ob es sich darüber hinaus auch als Zielstruktur für die Prävention von Herzinfarkt und Schlaganfall eignet.

Bei ihren Arbeiten behalten die Forschenden der JMU immer die Patientinnen und Patienten im Blick. 

"Wir suchen nach Möglichkeiten, im alternden Blutgefäßsystem das Wachstum der Plaques zu bremsen.  

Gelingen könnte das mit Wirkstoffen, die das Protein CEACAM1 hemmen. 

Je langsamer die Plaques wachsen, desto kleiner wird das Risiko, dass sie aufreißen und sich die lebensgefährlichen Gerinnsel bilden", sagt Kleefeldt.

Projekt zur Krebstherapie geplant

Das Protein CEACAM1 spielt auch bei Krebserkrankungen der Haut, des Dickdarms, der Lunge und anderer Organe eine Rolle: 

Dort kommt es in metastasierenden Tumoren wesentlich häufiger vor als in örtlich begrenzen Tumoren. 

Und es sorgt dafür, dass metastasierte Tumorzellen auf ihrem Weg durch den Körper besser überleben.

Wie das möglich ist, möchte Kleefeldts Team in einem neuen Projekt klären. 

„Wir wollen auch prüfen, ob sich CEACAM1 als therapeutisches Ziel zur Prävention und Behandlung metastasierender Tumoren eignet“, sagt der Mediziner. 

Zur Finanzierung dieses Projekts bittet die Würzburger Stiftung „Forschung hilft“ die Bevölkerung um Spenden. Die Stiftung fördert die Krebsforschung an der JMU. 

Sie stuft Kleefeldts Projektidee als herausragend und vielversprechend ein.

Werdegang des Preisträgers

Florian Kleefeldt, Jahrgang 1991, ist in Niederstetten im Main-Tauber-Kreis aufgewachsen und hat an der JMU Medizin studiert. Er absolvierte hier auch das Begleitstudium "Experimentelle Medizin". Dieses schließt mit einem Master ab und qualifiziert für die biomedizinische Forschung.

Zur Doktorarbeit kam Kleefeldt in die Anatomie zu Professor Ergün. Dessen Team gewann ihn final für die Wissenschaft. "Ich war und bin begeistert von der Forschung und der guten Betreuung hier." Als Assistenzarzt für Anatomie trägt er nun dazu bei, dass die Betreuung der Medizin- und Zahnmedizin-Studierenden weiterhin sehr gut bleibt: "Die Lehre macht mir sehr viel Spaß!"

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https://www.forschung-hilft.de/de/forschungsprojekte/neue-mechanismen-der-tumorm... Webseite der Novartis-Stiftung.


Prof. Dr. Andreas Vlachos: Vitamin A + Gehirn + Alltägliches Leben - Depressionen

Medizin am Abend Berlin - MaAB-Fazit: Vitamin A für Nervenzellen

Neurowissenschaftlerinnen und -wissenschaftler sind sich darüber einig, dass sich das Gehirn eines Menschen fortlaufend verändert, sich neu vernetzt und Umweltreizen anpasst. 

So lernt der Mensch Neues und schafft Erinnerungen. 

Diese Adaption und Formbarkeit wird als Plastizität bezeichnet. 

„Medizinerinnen und Mediziner haben schon länger vermutet, dass auch beim Menschen Umbauprozesse an den Kontaktstellen zwischen Nervenzellen, also direkt an den Synapsen, stattfinden.

Mit Hilfe von elektronenmikroskopischen Bildern machen die Forschenden die dendritischen Dornen (gelb) mit ihrem Dornenapparat (rot) sowie die Synapsen-Endknöpfchen (blau) sichtbar. Mit Hilfe von elektronenmikroskopischen Bildern machen die Forschenden die dendritischen Dornen (gelb) mit ihrem Dornenapparat (rot) sowie die Synapsen-Endknöpfchen (blau) sichtbar. Foto: Andreas Vlachos

Bislang konnte solch eine koordinierte Anpassung von Struktur und Funktion aber nur in Tierversuchen nachgewiesen werden“, sagt Prof. Dr. Andreas Vlachos vom Institut für Anatomie und Zellbiologie der Universität Freiburg. Doch jetzt hat Vlachos gemeinsam mit Prof. Dr. Jürgen Beck, Leiter der Klinik für Neurochirurgie am Universitätsklinikum Freiburg, den experimentellen Beweis für synaptische Plastizität beim Menschen erbracht. Das Forschungsteam besteht neben Vlachos und Beck aus Dr. Maximilian Lenz, Pia Kruse und Amelie Eichler von der Universität Freiburg, Dr. Jakob Strähle vom Universitätsklinikum Freiburg und Kollegen der Goethe-Universität Frankfurt. Die Ergebnisse wurden im Fachjournal eLife vorgestellt.

Bei den Experimenten untersuchte das Team, ob sich die so genannten dendritischen Dornen durch den Kontakt mit einem Vitamin A-Derivat, einer abgeleiteten Vitamin A-Säure, verändern. 

  • Dendritische Dornen sind die Teile der Synapse, die Signale bei der Kommunikation zwischen den Nervenzellen empfangen, verarbeiten und weiterleiten. 
  • Sie sind damit entscheidend an der Plastizität des Gehirns beteiligt und passen sich ständig dem alltäglichen Erleben an. 

Beispielsweise kann Lernen die Anzahl und Form dendritischer Dornen verändern. 

  • Eine Wandlung der Anzahl oder der Form der Dornen findet sich aber auch bei Erkrankungen wie Depressionen oder Demenz.


Die Untersuchungen zeigen, dass ein Vitamin A-Derivat die dendritischen Dornen nicht nur vergrößert, sondern auch ihre Fähigkeit stärkt, Signale zwischen Nervenzellen zu übertragen. 

  • „Wir schließen aus unseren Ergebnissen, dass Vitamin A-Derivate wichtige Botenstoffe für die synaptische Plastizität im menschlichen Gehirn sind. 

Damit trägt dieser Befund zur Identifizierung von Schlüsselmechanismen synaptischer Plastizität im menschlichen Gehirn bei und könnte die Entwicklung neuer therapeutischer Strategien für Hirnerkrankungen, wie beispielsweise Depressionen, unterstützen“, sagt Vlachos.

Um experimentell nachzuweisen, dass es die synaptische Plastizität auch beim Menschen gibt, nutzen die Forschenden winzige Proben der menschlichen Hirnrinde, die während neurochirurgischer Eingriffe aus therapeutischen Gründen zwingend entfernt werden müssen. 

Das entnommene Hirngewebe wurde anschließend mit dem Vitamin A-Derivat behandelt, bevor funktionelle und strukturelle Eigenschaften von Nervenzellen mittels elektrophysiologischer und mikroskopischer Techniken analysiert wurden.

Eine populärwissenschaftliche Zusammenfassung der Ergebnisse ist auch auf der Webseite des eLife-Journals veröffentlicht.


Populärwissenschaftliche Zusammenfassung:
https://elifesciences.org/digests/63026/vitamins-for-your-neurons

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Prof. Dr. Andreas Vlachos
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Originalpublikation:

Lenz, Maximilian; Kruse, Pia; Eichler, Amelie; Straehle, Jakob; Beck, Jürgen; Deller, Thomas; Vlachos, Andreas (2021): All-Trans Retinoic Acid induces synaptic plasticity in human cortical  

neurons. eLife 2021;10:e63026. DOI: https://doi.org/10.7554/eLife.63026