Gelenkinfektion - Bakterien von Hüft- und Knieendoprothesen

Medizin am Abend Fazit: Bakterien besser verstehen lernen

Wissenschaftler des Universitätsklinikums Hamburg-Eppendorf (UKE) und der HELIOS ENDO-Klinik Hamburg wollen herausfinden, warum Bakterien in der Lage sind, künstliche Gelenke zu infizieren, wie Bakterien das Immunsystem des Menschen unterwandern und wieso sie resistent gegen scheinbar wirksame Antibiotika werden können. Für ihre Studie HAPDICS („Hamburg prosthetic device infection cohort study“) nutzen die Forscher modernste Methoden der Molekularbiologie. Die Erkenntnisse der Untersuchung sollen in den kommenden Jahren helfen, neben der Diagnostik vor allem die Prophylaxe und Therapie von Gelenkinfektionen zu optimieren. 


Illustration by David Parkins

Um eine fast uneingeschränkte Mobilität bei Erkrankungen der Gelenke zu ermöglichen, ist der Einsatz künstlicher Gelenke aus der modernen Medizin nicht mehr wegzudenken. Eine zwar seltene, aber folgenschwere Komplikation kann die Entstehung einer Infektion sein. Eine alleinige Therapie mit Antibiotika ist dann oft nicht ausreichend, so dass weitere Operationen notwendig werden. Warum entgehen die Bakterien bei Kunstgelenkinfektionen dem Immunsystem des Menschen und der Wirkung von Antibiotika? Kunstgelenkinfektionen werden am häufigsten von Bakterien aus der Gruppe der Staphylokokken ausgelöst. Es ist aus Laboruntersuchungen bekannt, dass diese Erreger durch einen speziellen Trick Besitz von einem Kunstgelenk ergreifen können. Hierzu bilden die Staphylokokken mikroskopisch sichtbare Zellansammlungen, die auf der Oberfläche eines Kunstgelenks „kleben“ und in welcher die Bakterien in einer Art Schutzhülle eingebettet sind. In diesen als Biofilm bezeichneten Organisationen zeigen sich die Bakterien als resistent gegen Angriffe des Immunsystems und von Antibiotika.

In der HAPDICS-Studie analysieren die Experten des UKE und der HELIOS ENDO-Klinik Hamburg mit modernsten molekularbiologischer Verfahren die Genome der Erreger und betrachten die Gesamtheit aller Gene in ihrer Expression. Diese und weitere Analysen sollen helfen, im Detail zu verstehen, welche Eigenschaften und Reaktionen des Erregers tatsächlich dazu beitragen, eine Infektion auszulösen. Darüber hinaus wollen die Forscher nachvollziehen, warum es zu einem Versagen des Immunsystems und von Antibiotikatherapien kommen kann. Die Wissenschaftler wollen nicht nur den Weg zur Resistenzentstehung verfolgen, sondern auch wunde Punkte der Bakterien identifizieren, die als Angriffsziel für neue Antibiotika verwendet werden könnten. Diese Antworten sollen nicht nur das grundsätzliche Verständnis bakterieller Infektionskrankheiten erheblich verbessern. Vielmehr könnten die Erkenntnisse genutzt werden, um bestehende diagnostische, therapeutische und prophylaktische Maßnahmen zu optimieren.

Zum Hintergrund
In Deutschland werden jährlich mehr als 400.000 Hüft- und Knieendoprothesen implantiert. Während die Implantation eines künstlichen Gelenkes für den Patienten primär von herausragendem Nutzen ist, so birgt diese Maßnahme in ein bis zwei Prozent der Fälle jedoch auch das Risiko einer infektiologischen Komplikation.

Zur Damp-Stiftung
Durch die Damp-Stiftung werden die medizinische Forschung und Lehre, soziale Projekte an und mit Bezug zu den Standorten der früheren Damp Gruppe sowie die Ausbildung von medizinischen Nachwuchskräften in den Ländern Schleswig-Holstein, Hamburg und Mecklenburg-Vorpommern gefördert. Weitere Informationen zur Damp-Stiftung: www.damp-stiftung.de

Medizin am Abend DirektKontakt:

Prof. Dr. Holger Rohde
Institut für Medizinische Mikrobiologie, Virologie und Hygiene
Priv.-Doz. Dr. Lars Grossterlinden
Klinik und Poliklinik für Unfall-, Hand- und Wiederherstellungschirurgie
Universitätsklinikum Hamburg-Eppendorf
Martinistr. 52
20246 Hamburg
Telefon: (040) 7410-52143, -56691
E-Mail: rohde@uke.de, lgrosste@uke.de

Prof. Dr. Daniel Kendoff
HELIOS ENDO-Klinik Hamburg
Abteilung Gelenkchirurgie
Holstenstr. 2
22767 Hamburg
Telefon: (040) 3197-1669
E-Mail: daniel.kendoff@helios-kliniken.de

Christine Trowitzsch Universitätsklinikum Hamburg-Eppendorf

Säuglingsernährung und Stillen, Impfempfehlungen, Folsäure, Vitamin D

Medizin am Abend Fazit: Empfehlungen zum Stillen werden in der Schweiz vermehrt befolgt

Die Ergebnisse der neusten Studie zur Säuglingsernährung und Gesundheit im ersten Lebens-jahr (SWIFS) zeigen, dass sich die Mütter in der Schweiz eng an die nationalen Empfehlungen zum Stillen und zur Säuglingsernährung halten. 95% der Mütter stillen nach der Geburt. 
 
Unter dem Titel 'Swiss Infant Feeding Study' (SWIFS) hat das Schweizerische Tropen- und Public Health-Institut (Swiss TPH) im Auftrag des Bundesamts für Lebensmittelsicherheit und Veterinärwesen die Studie durchgeführt. Sie wird alle zehn Jahre wiederholt.

Gemäss den neuen Studienergebnissen stillen 95% der Mütter nach der Geburt ihr Neugeborenes. 62% der Mütter haben 2014 ihre Säuglinge während den ersten drei bis vier Lebensmonaten ausschliesslich gestillt (d.h. nur Muttermilch, ohne zusätzliche Gabe von Wasser, Tee oder Beikost). Das bedeutet eine Zunahme von 9% gegenüber der Vorgängerstudie von 2003.

Auch im fünften und sechsten Lebensmonat wurde 2014 häufiger ausschliesslich gestillt (26%) als noch 2003 (21%). Die Studie zeigt zudem, dass die Einführung der Beikost in der Regel zwischen dem 5. und 7. Lebensmonat erfolgt. Dies entspricht den nationalen Empfehlungen.

Nicht nur die Einstellung der Mutter zum Stillen, sondern weitere externe Umstände beeinflussen, ob und wie lange ein Kind gestillt wird: Alleinstehende Frauen und Frauen, die keine ermutigende Unterstützung eines Partners erhalten, stillen weniger lange. Weiter führen Brustentzündungen und Erschöpfung häufig dazu, dass Mütter weniger als 12 Wochen stillen.

Arbeitgeber in der Pflicht
Die Studie zeigt weiter, dass nur gerade 10% der Frauen von ihrem Arbeitgeber über ihre Rechte als stillende Mutter informiert wurden. Gemäss Arbeitsgesetz ist der Arbeitgeber verpflichtet, stillenden Mütter die erforderliche Stillzeit freizugeben (Art. 35a Abs. 2 ArG). Da Frauen heute im Vergleich zu 2003 früher in den Arbeitsprozess zurückkehren und in höheren Pensen arbeiten steigt hier auch die Verantwortung der Arbeitgeber.

Empfehlungen zu Folsäure und Vitamin D werden befolgt

Die Studie zeigt auch, dass die Mütter sich an die Empfehlungen zur Einnahme von Folsäure und die Verabreichung von Vitamin D halten. Immer mehr Frauen nehmen vor als auch während der Schwangerschaft Folsäure zu sich, was zur gesunden Entwicklung des ungeborenen Kindes beiträgt. 70% der in der Studie befragten Mütter gaben an, dem Kind zusätzlich Vitamin D zu geben.

Die Empfehlung lautet, dem Kind während der ersten drei Lebensjahre Vitamin D zu verabreichen.

Auch die pädiatrischen Vorsorgeuntersuchungen, sowie die Impfempfehlungen werden weitestgehend befolgt. 84% der Mütter geben an, ihr Kind gegen Masern, Mumps und Röteln (MMR) impfen zu lassen, bzw. es sei bereits geimpft.



Medizin am Abend DirektKontakt

Dr. Julia Dratva, MD MPH
Scientific project leader
Dept. Epidemiology and Public Health
Swiss Tropical and Public Health Institute
Socinstrasse 57, P.O. Box, 4002 Basel
Email: julia.dratva@unibas.ch
Tel. +41 61 284 8376

Über Swiss TPH
Das Schweizerische Tropen- und Public Health-Institut (Swiss TPH) ist die grösste Institution der Schweiz im Bereich Public- und Global-Health. Mit Forschung, Lehre und Umsetzungsprogrammen trägt das Swiss TPH zur Verbesserung der Gesundheit der Bevölkerung in der Schweiz und weltweit bei. Ein spezieller Fokus der Aktivitäten liegt in einkommensschwachen Ländern. Als Service-Provider führt Swiss TPH auch Studien im Auftrag von nationalen und internationalen öffentlichen- und privaten Institutionen durch. Die thematischen Schwerpunkte des Instituts liegen in den Bereichen Infektionskrankheiten, nicht-übertragbare Krankheiten, Umwelteinflüsse auf die Gesundheit, Geschlechterfragen, Epidemiologie und Globaler Gesundheit. Das Institut beschäftigt aktuell rund 490 Mitarbeitende, sowie 120 PhD- und Masterstudierende aus über 60 Nationen in Basel. Dazu arbeiten weitere 100 Mitarbeitende in 20 Ländern.

Dr. Christian Heuss Swiss Tropical and Public Health Institute

GenderMedizin: Stammzelltransplantation und Leukämie, speziell bei Schwangeren

Medizin am Abend Fazit: Spenderzellen im Kampf gegen Leukämie

Nach einer Stammzelltransplantation können mitübertragene Abwehrzellen des Spenders Leukämiezellen des Empfängers angreifen und vernichten. Wie sie das tun, haben Wissenschaftler des Würzburger Universitätsklinikums untersucht. Ihr Interesse galt dabei vor allem schwangeren Frauen. 

Meine Haut: http://www.praxisvita.de/was-weiss-meine-haut-ueber-meinen-koerper
 
Das Immunsystem des Menschen ist prinzipiell in der Lage, Leukämiezellen zu erkennen und zu vernichten. Als Erkennungssignal für die Immunzellen dienen dabei spezielle Strukturen auf der Oberfläche der Leukämiezellen – zum Beispiel sogenannte tumorassoziierte Antigene (TAAs). Doch nicht jeder Mensch verfügt über diese Immunantwort. Warum das so ist, hat ein interdisziplinäres Team des Universitätsklinikums unter der Federführung von Professor Stephan Mielke, Geschäftsführender Oberarzt der Medizinischen Klinik und Poliklinik II und Direktor des Stammzelltransplantationsprogramms für Erwachsene, und Professor Christoph Otto, Leiter der Experimentellen Chirurgie an der Chirurgischen Klinik I, untersucht. Ihr Verdacht:

Die Fähigkeit zur Immunantwort könnte sich unter anderem während der Schwangerschaft ausbilden. In der renommierten Fachzeitschrift Blood haben sie vor kurzem ihre Ergebnisse veröffentlicht.

Der Transplantat-gegen-Leukämie-Effekt

„Wir wissen bereits seit Langem, dass bei der Übertragung von Blutstammzellen von einem Menschen auf einen anderen nicht nur Stammzellen, sondern auch Abwehrzellen des Spenders mittransplantiert werden“, erklärt Stephan Mielke. Diese Zellen sind bisweilen in der Lage, sich im Körper des Patienten gegen verbliebene bösartige Zellen zu richten und diese zu zerstören. „Transplantat-gegen-Leukämie-Effekt“ heißt dieser Vorgang in der Fachsprache. Die Hintergründe dieses Effektes sind jedoch noch nicht gänzlich erforscht. „Wir haben untersucht, inwieweit die Schwangerschaft einen möglichen Ursprung dieser Immunantworten darstellt“, erklärt Mielke. Ausgangspunkt dieser Idee war die Beobachtung, dass bestimmte TAAs sowohl auf der Oberfläche von Leukämiezellen als auch von Zellen der Plazenta ausgebildet werden.

Studie mit 158 Teilnehmern

Für ihre Studie haben die Wissenschaftler zwei Hauptgruppen von Probanden gebildet. Die erste Gruppe bestand aus Frauen, die noch nie eine Geburt hatten, Frauen mit mindestens einem Kind und Männern. Insgesamt 114 Teilnehmer waren es dort. In die zweite Gruppe nahmen die Forscher 44 erstmalig schwangere Frauen auf. Allen Teilnehmern wurde eine geringe Menge Blut abgenommen – den schwangeren Frauen allerdings an bis zu vier Zeitpunkten während und nach ihrer Schwangerschaft. Anschließend isolierten die Forscher bestimmte Abwehrzellen – die T-Lymphozyten – aus den gewonnenen Blutproben und untersuchten diese auf ihre Fähigkeit, vier bekannte TAAs zu erkennen und anzugreifen.

Die Ergebnisse: Männer zeigen stärkere Reaktion

Das Ergebnis: „In der ersten Gruppe konnten wir Immunantworten gegen alle vier TAAs nachweisen. Interessanterweise wiesen dabei Männer teilweise signifikant stärkere Immunantworten auf als Frauen“, erklärt Mathias Lutz, Arzt und als medizinischer Doktorand von Mielke an dem Projekt beteiligt. Keine Unterschiede zeigten sich hingegen zwischen Frauen ohne beziehungsweise mit Kindern. Differenzierter fielen die Ergebnisse in der Gruppe der Schwangeren aus: In den Blutproben, die während des zweiten Drittels der Schwangerschaft entnommen worden waren, war die Immunantwort gegen die untersuchten TAAs deutlich erhöht. Danach ging sie ebenso deutlich zurück und unterschied sich nach dem Abstillen nicht mehr von den Werten von Frauen ohne Kinder.

Die Interpretation der Ergebnisse

Geht es um die Interpretation dieser Ergebnisse, ist ein Befund also klar: „Bei einem Teil von gesunden Spendern sind positive Immunantworten gegen die untersuchten TAAs nachweisbar“, sagt Mathias Lutz. Allerdings fallen die Immunantworten bei Männern höher aus, verglichen mit denen von Frauen. „Das hängt vermutlich damit zusammen, dass diese TAAs bei Männern auch in den Hoden ausgebildet werden. So muss sich das männliche Immunsystem immer wieder mit ihnen auseinandersetzen“, erklärt Stephan Mielke.

Ähnlich dürfte es sich bei den Schwangeren verhalten: Für den Anstieg der Werte verantwortlich ist die Plazenta, die ebenfalls TAAs bildet und damit das Immunsystem zu einer Antwort anregt. Dass die Werte nach der Geburt wieder zurückgehen, sodass nach dem Abstillen kaum mehr Immunantworten nachweisbar sind, liegt nach Ansicht der Wissenschaftler wahrscheinlich daran, dass die Plazenta dann nicht mehr vorhanden ist – neben weiteren Effekten, die der Tatsache geschuldet sind, dass das Immunsystem von Frauen während einer Schwangerschaft teilweise „gedrosselt“ wird.

Ansatz für bessere Auswahl der Spender

„Die Erkenntnisse dieser Studie könnten dazu beitragen, die Stammzelltherapie weiter zu optimieren und dadurch eine bessere Kontrolle der bösartigen Grunderkrankung zu erreichen“, hofft Mielke. Denkbar sei es beispielsweise, die gegen TAAs gerichteten Immunantworten zu verstärken. Entweder mit einer Art Impfung oder durch steuernde Eingriffe in das System, das eine effektive Immunantwort unterdrückt. Ob allerdings die in dieser Studie bei gesunden Spendern gezeigte Immunantwort gegen TAAs die Heilungschancen von den Empfängern einer Stammzelltherapie verbessert, sei noch ungeklärt und müsse in weiteren Studien untersucht werden.

Das Projekt wurde vom Interdisziplinären Zentrum für Klinische Forschung (IZKF) der Universität Würzburg gefördert. Daneben erhielt Mathias Lutz ein Stipendium von „Hilfe im Kampf gegen Krebs“, Andrea Worschech vom „Deutschen Akademischen Austausch Dienst“.

„Boost and loss of immune responses against tumor-associated antigens in the course of pregnancy as a model for allogeneic immunotherapy.” Mathias Lutz, Andrea Worschech, Miriam Alb, Sabine Gahn, Laura Bernhard, Michael Schwab, Stefanie Obermeier, Hermann Einsele, Ulrike Kämmerer, Peter Heuschmann, Erdwine Klinker, Christoph Otto, Stephan Mielke (2015): Blood. 125(2):261-72. doi: 10.1182/blood-2014-09-601302.

Medizin am Abend DirektKontakt

Prof. Dr. Stephan Mielke, T: (0931) 201-40141, Mielke_S@ukw.de
Gunnar Bartsch Julius-Maximilians-Universität Würzburg

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Weitere Informationen:

http://www.medizin2.ukw.de/forschungsgruppen/ag-stephan-mielke.html
Zur Homepage von Stephan Mielke

Pilze in meinem Immunsystem - Katheter in Venen oder Harnwegen

Medizin am Abend Fazit: Pilzprodukt als Störenfried im Immunsystem

Lebensgefährliche Krankenhausinfektionen werden oft durch chirurgische Eingriffe oder den Einsatz von Werkzeugen, die in den Körper eingeführt werden, ausgelöst. Ein Beispiel hierfür sind Katheter in Venen oder Harnwegen. Auf der Oberfläche der Plastikröhrchen heften sich Mikroorganismen an. Durch bestimmte Mechanismen gelingt es dabei den Mikroben in den Körper einzudringen und diesen anzugreifen – bis hin zum Tod des Patienten. Einen Mechanismus konnten Jenaer Wissenschaftler nun näher beschreiben und in der Fachzeitschrift mBio veröffentlichen. 



Die Doktorandin Ines Leonhardt untersucht den Einfluss von Farnesol auf dendritische Zellen des menschlichen Immunsystems. Katrin Haupt/HKI

Es ist eine vielfältige Mischung aus Mikroorganismen, die sich an einem Katheter im Krankenhaus festsetzen können: Bakterien, Viren und Pilze. Einer unter ihnen ist der Hefepilz Candida albicans. Dem Körper gesunder Menschen kann er nicht viel anhaben. Bei einer Schwächung des Immunsystems durch eine schwere Krankheit kann er jedoch lebensbedrohliche Infektionen auslösen. Auf einem Katheter tut er sich beispielsweise mit anderen Mikroben zusammen und dringt in den Körper ein. Die Mikroben bilden dabei bestimmte Moleküle, um auf chemischem Wege mit anderen Arten, aber auch innerhalb der eigenen Art zu kommunizieren.

Candida albicans nutzt so unter anderem das Farnesol, ein Wirkstoff, der das Wachstum des Pilzes selbst beeinflusst, aber auch auf umliegende Zellen wirkt – seien es andere Mikroorganismen oder der Mensch. In der Vergangenheit wurde gezeigt, dass Farnesol tumorveränderte Zellen zerstört und demzufolge in der Krebstherapie eingesetzt werden könnte. Vermutlich nicht ohne negative Auswirkungen, denn seine Wirkweise ist nicht vollständig bekannt. „Wir wollten wissen, inwiefern Farnesol auch auf Immunzellen wirkt und so den Körper des Patienten womöglich zusätzlich schwächt“, sagt Ines Leonhardt, Doktorandin am Forschungszentrum ZIK Septomics, einer gemeinsamen Einrichtung des Leibniz-Instituts für Naturstoff-Forschung und Infektionsbiologie – Hans-Knöll-Institut (HKI), der Friedrich-Schiller-Universität Jena und des Universitätsklinikums Jena. „Farnesol wird in der Wissenschaft kontrovers diskutiert. Unsere Experimente haben jetzt gezeigt, dass der Stoff das Immunsystem durchaus negativ beeinflusst: Er verhindert, dass sich sogenannte dendritische Zellen im Körper des Patienten ausbilden. Diese sind im Normalfall für eine schnelle Immunantwort auf Eindringlinge zuständig.“ Gemeinsam mit Steffi Spielberg und Michael Weber vom ZIK Septomics hat Ines Leonhardt aus weißen Blutkörperchen dendritische Zellen gezüchtet, mit Farnesol konfrontiert und die Ergebnisse anschließend analysiert.

Die Daten zeigen einen neuen Weg, auf dem Candida während einer Infektion mit dem menschlichen Immunsystem kommuniziert und dieses direkt beeinflusst. „Unser nächstes Ziel ist es, herauszufinden wie Farnesol wirkt und wie man diese Mechanismen aushebeln kann.“

Originalpublikation

Leonhardt I, Spielberg S, Weber M, Albrecht-Eckardt D, Bläss M, Claus R, Barz D, Scherlach K, Hertweck C, Löffler J, Hünniger K, Kurzai O (2015) The Fungal Quorum-Sensing Molecule Farnesol Activates Innate Immune Cells but Suppresses Cellular Adaptive Immunity. mBio 6(2) e00143-15.

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Medizin am Abend DirektKontakt

Dr. Michael Ramm

Telefon: +49-(0)-3641-5321011
Fax: +49-(0)-3641-5320801

michael.ramm@hki-jena.de

Leibniz-Institut für Naturstoff-Forschung und Infektionsbiologie - Hans-Knöll-Institut (HKI)

http://www.leibniz-hki.de
http://www.septomics.de