Sepsis: Krankheitserreger im Gehirn: Neuroinflammation - Inflammsome

Medizin am Abend Berlin - MaAB-Fazit: TU Braunschweig/DZNE Bonn: 

Sepsis kann langfristige Auswirkungen auf das Gehirn von Mäusen haben

• Infektionen können eine besonders heftige Immunreaktion des Körpers auslösen. 

• Bei einer solchen Sepsis reagiert das Immunsystem so stark, dass auch Gewebe und Organe geschädigt werden. 

Forscherinnen und Forscher der Technischen Universität Braunschweig konnten in einer Studie mit Mäusen zeigen, dass eine Sepsis auch nach der Genesung noch langfristige Auswirkungen auf das Gehirn und das Lernverhalten haben kann. 

• Eine Hemmung des Proteinkomplex NLRP3 könnte diese negativen Auswirkungen verhindern. 

Die Studie wurde jetzt online im Fachmagazin Journal of Neuroscience veröffentlicht. Beteiligt waren auch das Deutsche Zentrum für Neurodegenerative Erkrankungen und die Universität Bonn. 


Die Anzahl der Mikrogliazellen ändert sich bei einer Stimulation des Immunsystems (Bilder Mitte und rechts): In diesem Fall sind mehr Gliazellen (grün) vorhanden und aktiviert als bei der Kontrollgruppe (links). Marianna Beyer/TU Braunschweig
 

• Mikrogliazellen sind Immunzellen im Gehirn und gehören zum angeborenen menschlichen Immunsystem. 

• Wenn Krankheitserreger das Gehirn befallen, aktivieren sie spezielle Proteinkomplexe, so genannte Inflammasome. 

• Diese lösen eine Neuroinflammation aus, eine entzündliche Reaktion im Gehirn, um die Krankheitserreger unschädlich zu machen. In der Regel endet diese Reaktion mit dem Gesundwerden.

„Neuroinflammation, also entzündliche Prozesse im Gehirn, spielen auch bei einer Sepsis eine große Rolle. Das ist der Ausgangspunkt für unsere Studie gewesen. Wir haben die langfristigen Auswirkungen einer Sepsis auf das Gehirn von Mäusen untersucht, und welchen Einfluss dabei das Inflammasom NLRP3 hat. Das wurde bisher so noch nicht erforscht“, sagt Professor Martin Korte, Neurobiologe am Institut für Zoologie der TU Braunschweig und Leiter der Arbeitsgruppe „Neuroinflammation und Neurodegeneration“ am Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung (HZI).

Längerfristige Folgen bei älteren Mäusen

Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler konnten zeigen, dass eine Sepsis eine chronische Entzündung des Gehirns verursachen und so langfristige negative Konsequenzen haben kann. Um das zu untersuchen hat das Team um Professor Korte zusammen mit Professor Heneka aus Bonn eine Studie mit Mäusen gemacht. Den Tieren wurden Bestandteile der Zellmembran von Bakterien injiziert, um eine Sepsis auszulösen. Nach drei Monaten haben sich die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler dann die Gehirne und das Lernverhalten der Tiere angeschaut:

Dabei zeigte sich, dass ihre Nervenzellen weniger Synapsen hatten und die synaptische Plastizität eingeschränkt war, also die Fähigkeit ihrer Synapsen, sich als Voraussetzung zum Lernen verstärken zu können. Dadurch lernten die Tiere im Verhaltenstest schlechter als die Kontrollgruppen.

„Wir konnten zeigen, dass die Folgen einer Sepsis auch drei Monate später noch im Gehirn zu sehen sind. Das Besondere an unserer Studie ist, dass wir junge und ältere Mäuse miteinander verglichen haben. Dadurch haben wir gesehen, dass die Folgen einer Neuroinflammation durch eine Sepsis bei älteren Mäusen nach drei Monaten noch deutlich stärker zu sehen sind als bei jüngeren Mäusen“, sagt Niklas Lonnemann, der zusammen mit Marianna Beyer einer der Erstautoren der Publikation ist.

Wenn das NLRP3 gehemmt wird

Das Forscherteam vermutete, dass die entzündlichen Reaktionen im Gehirn der Mäuse durch das Inflammasom NLRP3 ausgelöst werden. In einem nächsten Schritt haben sie deshalb so genannte Knockout-Mäuse verwendet, die kein NLRP3-Molekül produzierten, und haben bei weiteren Mäusen das NLRP3 mit Wirkstoffen akut gehemmt. Auch die Gehirne dieser Mäuse untersuchten sie 3 Monate nach einer überstandenen Sepsis.

Das Ergebnis: Ohne das NLRP3 entstanden keine chronischen Entzündungen im Gehirn. Dadurch hatte die Sepsis auch keine negativen Auswirkungen auf das Lernverhalten der Tiere. „Wenn das Inflammasom NLRP3 inaktiviert ist, sieht man im Tiermodell deutlich, dass das positive Konsequenzen für das Gehirn hat. Das Risiko, dass das Gehirn erkrankt, steigt scheinbar aber nicht. Das Immunsystem hat offensichtlich noch andere Signalwege, um mit den Erregern fertig zu werden“, sagt Martin Korte. „Das sind extrem spannende Ergebnisse. Sie eröffnen Möglichkeiten für eine therapeutische Behandlung mit Wirkstoffen, die gezielt das NLRP3 hemmen und so mögliche negative Konsequenzen für das Gehirn verhindern, ohne das Immunsystem im Ganzen einzuschränken.“

Stärkere Reaktion bei Mäusen mit Alzheimer-Symptomen
Das Inflammasom NLRP3 spielt bei verschiedenen Entzündungsreaktionen eine Rolle, vermutlich auch bei der Alzheimer-Krankheit. Deshalb haben die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler auch die langfristigen Auswirkungen einer Sepsis auf das Gehirn von Mäusen untersucht, die Symptome ähnlich denen von Alzheimer-Patienten entwickeln.



Medizin am Abend Berlin ZusatzFachThema: Demenz

„Ältere Mäuse mit teilweise vorhandener Alzheimer-Symptomatik waren von der immunologischen Reaktion durch NLRP3 noch stärker betroffen als die älteren Mäuse ohne die Alzheimer-Symptome“, sagt Martin Korte.

„Das Gehirn der Alzheimer-Mäuse scheint aufgrund der Erkrankung schon auf entzündliche Prozesse geprimt, also voreingestellt zu sein und deshalb vermutlich schneller und stärker darauf anzuspringen.

• Das könnte auch eine mögliche Erklärung dafür sein, warum Patientinnen und Patienten in Altenheimen so stark von Covid-19 betroffen sind, da bei einer solchen Infektion ähnliche immunologische Reaktionen im Gehirn wie bei einer Sepsis hervorgerufen werden.“

Weitere Informationen

Von Maus zu Mensch?
Die Ergebnisse aus einem Mausmodell lassen sich nicht eins zu eins auf den Menschen übertragen. Das Mausmodell der Alzheimer-Krankheit bildet nur einen Teil der Krankheit ab. Das Immunsystem von Mäusen ist außerdem nicht identisch mit dem Immunsystem des Menschen. Die Nervenzellen sind sich jedoch bei beiden sehr ähnlich und auch das Inflammasom NLRP3 gibt es sowohl beim Menschen als auch bei Mäusen.

Klinische Studien müssen zeigen, ob die Hemmung von NLRP3 auch beim Menschen dazu führen kann, dass bei einer Sepsis keine langfristigen negativen Konsequenzen für das Gehirn entstehen.

Das untersucht die Arbeitsgruppe von Professor Michael Heneka vom Deutschen Zentrum für Neurodegenerative Erkrankungen (DZNE). Die Studie der TU Braunschweig hat dazu beigetragen.

Angaben zur Studie

Die Studie entstand im Forschungsschwerpunkt Infektionen und Wirkstoffe der TU Braunschweig. Für die Untersuchungen wurde mit 120 Mäusen gearbeitet. Die Tierversuche fanden an der TU Braunschweig statt. Die Studie wurde unter strengen Sicherheits- und Tierschutzauflagen durchgeführt und durch ein Gemeinschaftsprojekt der Helmholtz-Gemeinschaft zwischen HZI und DZNE, den Sonderforschungsbereich 854 in Magdeburg und die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) finanziell unterstützt.

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Prof. Dr. Martin Korte
Technische Universität Braunschweig
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E-Mail-Adresse: e.hoffmann@tu-braunschweig.de

Originalpublikation:

Marianna M. S. Beyer, Niklas Lonnemann, Anita Remus, Eicke Latz, Michael T. Heneka and Martin Korte: Enduring changes in neuronal function upon systemic inflammation are NLRP3 inflammasome dependent. Journal of Neuroscience 4 June 2020, JN-RM-0200-20; DOI: https://doi.org/10.1523/JNEUROSCI.0200-20.2020

CAVE-Untersucher: Stresshormon Kortisol und die Infektionsverläufe

Medizin am Abend Berlin - MaAB-Fazit: Hormone und Covid-19: Welchen Einfluss das Stresshormon Kortisol auf Infektion und Krankheitsverlauf haben könnte

• Durch die Corona-Pandemie steigen die psychischen Belastungen dramatisch an. 

• Für Patienten mit Hormon- und Stoffwechselerkrankungen können zusätzlicher Stress erhebliche Folgen für die Therapie haben, da das Stresshormon Kortisol viele Stoffwechselprozesse steuert.

Was Betroffene zu beachten haben, ob ein Zusammenhang mit einem eventuell schwereren Krankheitsverlauf bei COVID-19 besteht und wie der aktuelle Wissenstand zum Kortisol-Präparat "Dexamethason" aussieht, erklären Experten auf der gemeinsamen Online-Konferenz der Deutschen Diabetes Gesellschaft (DDG) und der Deutschen Gesellschaft für Endokrinologie (DGE) am Dienstag, den 30. Juni 2020 um 11 Uhr. 
 
„Zusätzlich zu den alltäglichen Belastungen, die jeden während der Corona-Pandemie getroffen haben und derzeit immer noch beschäftigen, sind chronisch Erkrankte weiteren Stressfaktoren ausgesetzt: 

Sie sorgen sich in besonderer Weise um ihre Gesundheit, da sie häufig als Risikopatienten gelten“, gibt Professor Dr. med. Matthias M. Weber, Mediensprecher der DGE, zu Bedenken. Insbesondere Menschen, die an mehreren Erkrankungen zugleich leiden, seien häufig verunsichert und verängstigt – das bestätigt auch der UN-Bericht.

• „Auch mentaler Stress hat einen großen Einfluss auf Hormon- und Stoffwechselerkrankungen wie Diabetes mellitus und Bluthochdruck. 
• Daher geraten Betroffene schnell in einen Teufelskreis aus Angst, Stress und schlechter Stoffwechsellage, was zu besonderen gesundheitlichen Herausforderungen führt“, so Weber.

Bei Stress wird aus der Nebennierenrinde das Hormon Kortisol freigesetzt. 

Dieses Stresshormon ist an vielen Stoffwechselprozessen beteiligt. 

Es hat unter anderem Einfluss auf den Blutzucker, den Fettstoffwechsel, den Herzkreislauf und wirkt entzündungshemmend. 

Medizin am Abend Berlin ZusatzFachThema: Kortisol Funktionsteste  

„Da ein erhöhter Kortisolspiegel auch den Blutzucker ansteigen lässt, beeinflusst Stress auch die Stoffwechsellage von Menschen mit Diabetes mellitus und kann so möglicherweise auch zu einer erhöhten Infektanfälligkeit und einem schweren Krankheitsverlauf bei COVID-19 beitragen“, erklärt Weber, Leiter des Schwerpunktes Endokrinologie und Stoffwechselerkrankungen der Universitätsmedizin Mainz.

Dass das Stresshormon Kortisol eine Schlüsselrolle im Infektionsverlauf von COVID-19 spielen könnte, darauf weist auch eine aktuelle britische Kohortenstudie2 mit 535 Patienten hin. Sie zeigte erstmals, dass die Kortisolkonzentration im Blut bei Patienten mit COVID-19-Erkrankung höher ist als bei Patienten ohne SARS-CoV-2 Infektion. „Die Studie stellt auch einen möglichen Zusammenhang zwischen erhöhten Hormonkonzentrationen und Sterblichkeit auf“, resümiert Weber. „Kortisol könnte also als Biomarker für die Infektionsschwere fungieren.“ Weitere Studien müssten dies jedoch noch bestätigen.

„Hormone und Hormonerkrankungen spielen bei Infekten allgemein eine große Rolle und stellen Patienten und Ärzte insbesondere während der Corona-Pandemie vor besondere Herausforderungen“, so Weber. 

•  „Speziell Kortisol kann sowohl in einer Mangelsituation als auch bei Überdosierung zu lebensbedrohlichen Krankheitszuständen führen und hat einen starken Einfluss auf das Überleben bei schweren Infektionen“, führt Weber aus. 

• Daher sei es wichtig, gerade Patienten mit einer Über- oder Unterfunktion des Kortisolstoffwechsels während der Corona-Pandemie besonders gut zu überwachen und vor einer Infektion zu schützen. 

Darunter fallen Menschen mit Nebenniereninsuffizienz wie beim Addison Syndrom, bei dem zu wenig lebensnotwendiges Kortisol gebildet wird, was dann eine Kortisol-Ersatztherapie notwendig macht, oder das Cushing Syndrom, bei dem die Nebenniere wiederum zu viel Kortisol produziert.

Aber auch Patienten, die aufgrund anderer Erkrankungen hochdosierte Kortison-Präparate einnehmen, müssen gut medizinisch begleitet werden.

Gegenstand intensiver medizinischer Forschung ist derzeit, dass Stresshormone auch bei einer COVID-19 Erkrankung therapeutisch eingesetzt werden könnten.

Aktuell wird das Kortisol-Medikament „Dexamethason“ diskutiert, welches bei sehr schweren COVID-19-Verläufen helfen könnte. Die WHO und die Endokrinologen warnen allerdings davor, eine routinemäßige Kortisontherapie bei COVID-19 außerhalb klinischer Studien durchzuführen. „Auch hier müssen noch weitere Untersuchungen folgen, um sowohl positive als auch negative Wirkungen von Kortisol bei Patienten mit COVID-19-Erkrankung darzustellen“, erklärt Weber.

Auf der Online-Konferenz am 30. Juni 2020 erklärt der Endokrinologe, wie Dexamethason und andere Stesshormone wirken und welche Vor- und Nachteile sich die Medizin derzeit davon verspricht.

Außerdem erläutert er, was beispielsweise Patienten mit Nebenniereninsuffizienz bei einer Therapie mit Cortisol-Präparaten während der Corona-Pandemie beachten müssen.

Aber auch auf die Besonderheiten anderer Hormonerkrankungen, welche die Patienten im Zusammenhang mit der Corona-Pandemie in eine bedrohliche Situation bringen können, wird der Hormonspezialist auf der Pressekonferenz eingehen.

Literatur:
1 Policy Brief: COVID-19 and the Need for Action on Mental Health: <https://www.un.org/en/coronavirus/mental-health-services-are-essential-part-all-government-responses-covid-19 >

2 Tan T, Khoo B, Association between high serum total cortisol concentrations and mortality from COVID-19, Lancet Diabetes Endocrinol 2020 Published Online June 18, 2020 https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7302794/

Our Response to COVID-19 as Endocrinologists and Diabetologists, J Clin Endocrinol Metab, May 2020, 105(5):1–3 https://academic.oup.com/jcem/article/105/5/1299/5814115

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Themen und Referenten der Konferenz:

Hormon- und Stoffwechselerkrankungen im Wechselspiel mit COVID-19 – wie ist der aktuelle Forschungsstand?
Professor Dr. med. Matthias M. Weber
Deutschen Gesellschaft für Endokrinologie e.V. (DGE), Leiter des Schwerpunktes Endokrinologie und Stoffwechselerkrankungen der Universitätsmedizin Mainz

Diabetes-Versorgung in Pandemiezeiten: Über die aktuelle Lage in Klinik und Praxis
Professor Dr. med. Baptist Gallwitz
Deutschen Diabetes Gesellschaft (DDG); Stellvertretender Direktor, Medizinische Klinik IV, Universitätsklinikum Tübingen

Kinder mit Diabetes: Wie steht es in Deutschland um die Versorgung?
Professor Dr. med. Andreas Neu
Vizepräsident der Deutschen Diabetes Gesellschaft (DDG), Komm. Ärztlicher Direktor an der Klinik für Kinder- und Jugendmedizin am Universitätsklinikum Tübingen

Neue Erkenntnisse über den Einfluss der lokalen Schilddrüsenhormonwirkung auf seltene Erkrankungen und Volkskrankheiten
Professor Dr. med. Dagmar Führer
Sprecherin der Sektion Schilddrüse der DGE, Direktorin, Klinik für Endokrinologie, Diabetologie und Stoffwechsel, Zentrallabor – Bereich Forschung und Lehre, Universitätsklinikum Essen, Universität Duisburg-Essen


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CAVE-Untersucher: Aufnahmescreening für Methicillin-resistenten Staphylococcus aureus (MRSA)

Medizin am Abend Berlin - MaAB-Fazit: Neuer MRSA-Stamm wird von manchen Tests nicht erkannt

Zwei in der Diagnostik und Krankenhaushygiene verwendeten Schnelltests können einen neuen Stamm von Methicillin-resistenten Staphylococcus aureus (MRSA) nicht detektieren. 

Dies haben InfectoGnostics-Forscher des Leibniz-Instituts für Photonische Technologien (Leibniz-IPHT) jetzt mit internationalen Partnern in einer Studie im Fachjournal Eurosurveillance belegt.

• Der neue Bakterienstamm ist in Europa zunehmend verbreitet und wird wegen einer Veränderung in seinem Genom durch diese molekularen Tests nicht mehr korrekt als MRSA erkannt. 

Die falsch-negativen Resultate könnten zu Fehlentscheidungen bei der Antibiotika-Therapie führen und Maßnahmen zur Infektionsprävention in Kliniken verzögern. 

Medizin am Abend Berlin ZusatzFachLink: MRSA  
 
Molekulare Testmethoden haben in den vergangenen Jahren die Infektionsprävention in vielen Ländern entscheidend verbessert:

• Kommerzielle Testsysteme auf Basis der Polymerase-Kettenreaktion (PCR) ermöglichen beispielsweise für MRSA ein systematisches Testen, um genauer zu bestimmen, welche Patienten isoliert untergebracht werden müssen, damit sich ein Erreger nicht weiter im Krankenhaus verbreitet („Aufnahmescreening“´). 

• Zudem werden solche Tests auch zu diagnostischen Zwecken – zum Beispiel an Blutkulturen von Sepsis-Patienten – eingesetzt, um eine erste Entscheidungsbasis für eine schnelle und wirksame Antibiotikagabe zu erhalten.

• Ein sich derzeit in Europa ausbreitender MRSA-Stamm mit dem Namen „European CC1-MRSA-IV“ könnte jedoch ein großes Problem für bislang zuverlässige Screenings darstellen. 

InfectoGnostics-Wissenschaftler des Leibniz-IPHT konnten gemeinsam mit einem internationalen Forscherteam nachweisen, dass einige der marktführenden PCR-Tests den neuen MRSA-Erreger nicht erkennen.

Sowohl der „BD Max StaphSR“-Assay des Herstellers Becton Dickinson als auch der „GeneXpert MRSA/SA BC“ von Cepheid scheiterten daran, die positive Probe eines Indexpatienten aus Graz korrekt als MRSA zu identifizieren.

Kontrollen mit Isolaten dieses Stamms aus Deutschland, Rumänien und Irland zeigten für den „BD Max“ ebenfalls falsch-negative Resultate. Weitere Kontrollen mit dem Test von Cepheid konnten aufgrund der Covid19-Krise jedoch noch nicht durchgeführt werden.

Nicht betroffen von dem Problem ist hingegen ein anderer Cepheid-Test für MRSA-Haut- und Gewebeinfektionen (GeneXpert MRSA/SA SSTI).

--- Falsch-negative Tests könnten Menschenleben kosten ---

Der Grund für das Scheitern der Tests ist nach Einschätzung der Forscher eine spezielle Veränderung im Erbgut des neuen Stamms: 

„Die Tests detektieren einen bestimmten Abschnitt im Genom des Bakteriums, an dem sich eine mobile Genkassette mit MRSA-typische Resistenzgenen befindet. 

• Genau in diesem Bereich hat der neue Stamm eine lange, zusätzliche Gensequenz, die wohl gemeinsam mit der kompletten Genkassette einer anderen Staphylokokken-Art transferiert wurde.  
• Der Bereich, den die Tests erkennen sollten, ist deshalb so verändert, dass der Nachweis nicht mehr funktioniert. 
• Deshalb bleibt das Testergebnis negativ, obwohl ein MRSA vorliegt.“ erläutert Dr. Stefan Monecke.

Ursprung des neuen Stamms ist vermutlich Südost-Europa:

schon 2014 konnten ihn die Forscher in Rumänien nachweisen (doi: 10.1371/journal.pone.0097833).

Aber auch in Irland, Italien, Deutschland und Österreich wurde der MRSA-Stamm nachgewiesen. 

In Bayern scheint er häufig zu sein, aus Nordrhein-Westfalen wurde zumindest von einem Ausbruch berichtet und auch in Sachsen wurden einzelne Fälle beobachtet.

In einigen Isolaten des Stammes aus Irland kommt zudem ein zusätzliches Gen vor, das ihn resistent gegen Wirkstoffe macht, die häufig vor chirurgischen Eingriffen gegen die Besiedlungen mit MRSA eingesetzt werden (darunter auch Mupirocin; doi: 10.1016/j.meegid.2019.01.021).

• „Bei einer solch weiten Verbreitung des Stammes können falsch-negative Tests schnell zu Fehlentscheidungen bei der Isolation von Patienten oder zur Gabe des falschen Antibiotikums führen – das kann Menschenleben kosten. 

Für die klinische Praxis ist es deshalb besonders wichtig, dass Ärzte zunächst konventionelle Antibiogramme einsetzen und die Hersteller schnellstmöglich aktualisierte molekulare Tests auf den Markt bringen“, bewertet Stefan Monecke die Lage.

Stefan Monecke ist habilitierter Facharzt für Mikrobiologie und gehört der IPHT-Abteilung für „Optisch-molekulare Diagnostik und Systemtechnologie“ an.

Die Gruppe unter Leitung von Prof. Dr. Ralf Ehricht nutzt Mikroarray-Technologien und Sequenzierungsverfahren, um die Detektion und das Verständnis von Antibiotikaresistenzen zu verbessern.

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InfectoGnostics Forschungscampus Jena

Der InfectoGnostics Forschungscampus Jena beschreitet als öffentlich-private Partnerschaft neue Wege in der Diagnostik von Infektionen und Erregern, wie z.B. Viren, Bakterien und Pilzen. InfectoGnostics wird durch das BMBF im Rahmen der Förderinitiative „Forschungscampus – öffentlich-private Partnerschaft für Innovationen“ mit zusätzlicher Unterstützung durch das Land Thüringen gefördert. Etwa die Hälfte des benötigten Etats finanzieren die beteiligten Partner.

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Originalpublikation:

Monecke Stefan, König Elisabeth, Earls Megan R, Leitner Eva, Müller Elke, Wagner Gabriel E , Poitz David M, Jatzwauk Lutz, Vremerǎ Teodora, Dorneanu Olivia S, Simbeck Alexandra, Ambrosch Andreas, Zollner-Schwetz Ines, Krause Robert, Ruppitsch Werner, Schneider-Brachert Wulf, Coleman David C, Steinmetz Ivo, Ehricht Ralf.
An epidemic CC1-MRSA-IV clone yields false-negative test results in molecular MRSA identification assays: a note of caution, Austria, Germany, Ireland, 2020. Euro Surveill. 2020;25(25):pii=2000929.
https://doi.org/10.2807/1560-7917.ES.2020.25.25.2000929

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Daniel Siegesmund
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Der Verjüngungseffekt - Das Herzgewebe - Infarkt und chronische Herzschwäche

Medizin am Abend Berlin - MaAB-Fazit: Neue Studie eröffnet Perspektiven für die Herz-Kreislauf-Behandlung

Blutplasma wirkt sich positiv auf Zellteilung und Regenerationsfähigkeit von menschlichen Herzstammzellen aus 
 



Ostwestfälische Forschungskooperation: (v.l.) Prof. Dr. Barbara Kaltschmidt, Prof. Dr. Cornelius Knabbe, Anna Höving und Prof. Dr. Christian Kaltschmidt (Foto: Marcel Mompour).

• Wissenschaftler aus Bad Oeynhausen und Bielefeld haben jetzt erstmals einen Verjüngungseffekt von Blutplasma auf isolierte menschliche Herzstammzellen nachgewiesen. 

Die in Zusammenarbeit von Prof. Dr. Cornelius Knabbe, Institut für Laboratoriums- und Transfusionsmedizin am Herz- und Diabeteszentrum NRW (HDZ NRW), Bad Oeynhausen, Prof. Dr. Barbara Kaltschmidt und Prof. Dr. Christian Kaltschmidt, Lehrstuhl für Zellbiologie, Universität Bielefeld, mit Prof. Dr. Jan Gummert, Klinik für Thorax- und Kardiovaskularchirurgie (HDZ NRW) durchgeführte Studie untersucht erstmals die Wirkung von Blutplasma auf menschliche Stammzellen, die aus Herzgewebe isoliert wurden.

• Ein wesentliches Kennzeichen des Zellalterungsprozesses ist, dass die Zellen in verschiedenen Geweben meist nach einer bestimmten Anzahl von Zellteilungen ihr Wachstum einstellen. 

• Dieser Prozess wird begleitet von einer nachlassenden Regenerationsfähigkeit ruhender Stammzellen und führt allgemein zu einer Verschlechterung der Organfunktion.

Die Biologin Anna Höving hat Herzstammzellen aus menschlichem Herzgewebe isoliert und untersucht, welche biologischen Faktoren das Zellwachstum anregen bzw. die Zelldegeneration (Seneszenz) hemmen könnten.

„Von menschlichen Bindegewebszellen zum Beispiel weiß man, dass sie sich unbegrenzt vermehren können, wenn ihnen ein bestimmtes Gen zugeführt wird“, erläutert die Doktorandin von Prof. Knabbe und Prof. Kaltschmidt.

Ausgehend von ihren Arbeiten am Institut für Laboratoriums- und Transfusionsmedizin und der Klinik für Thorax- und Kardiovaskularchirurgie am HDZ NRW, Bad Oeynhausen, entdeckte Höving im Rahmen ihrer Dissertationsarbeit am Lehrstuhl für Zellbiologie der Universität Bielefeld, dass von Spendern gewonnenes Blutplasma einen solchen Effekt bei Herzstammzellen auszulösen scheint.

Die molekulare Analyse von Zehntausenden von Signalmolekülen und Botenstoffen ergab eine Aktivierung des MAP-Kinase Signalweges (p38 MAP Kinase) durch Inhaltstoffe von Blutplasma, die insbesondere bei jungen Plasmaspenderinnen gefunden wurden.

Da Stammzellen in Herzmuskelzellen und andere Zellen verwandelt und somit als quasi „unsterbliche“ Zelllinie vermehrt werden könnten, eröffnet dieser Ansatz neue Therapiemöglichkeiten für Patienten mit Herz- Kreislauferkrankungen, insbesondere hinsichtlich des Regenerationspotentials von Herzgewebe nach einem Infarkt oder bei chronischer Herzschwäche. 

Die Forschungsarbeit wurde begründet durch eine Anschubfinanzierung aus dem Forschungsfond OWL, den die Universitäten Bielefeld und Bochum auf Initiative des Landes NRW 2016 zur Förderung transdisziplinärer, medizinrelevanter Kooperationen in der Region Ostwestfalen-Lippe eingerichtet haben.

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Univ.-Prof. Dr. med. Cornelius Knabbe
Institut für Laboratoriums- und Transfusionsmedizin
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Originalpublikation:

Cells 2020, 9, 1472

TOP-CAVE-Untersucher: Lokalen Ionenbilanz Natrium/Calcium

Medizin am Abend Berlin - MaAB-Fazit: Wie Makrophagen Natrium schmecken

Regensburger Forscher finden heraus, wie Zellen des Immunsystems Natrium erkennen, um sich für die Abwehr zu stärken 
 

• Makrophagen spielen als Zellen des angeborenen Immunsystems in der Pathogen-Erkennung und Infektionsabwehr eine entscheidende Rolle. 

• Zusätzlich tragen sie zur Geweberegeneration bei und übernehmen homöostatische ‚Hausmeister‘-Funktionen in verschiedenen Organen. 

Dazu beproben Makrophagen kontinuierlich ihre Umgebung und reagieren auf verschiedene Arten von Umgebungsfaktoren.

• Zur Entschlüsselung des Mikromilieus dienen ihnen verschiedene Rezeptoren, die Lipide, Proteine, Zucker und Nukleinsäuren erkennen können. 

Aktivierung dieser Rezeptoren erzeugt definierte Signalkaskaden, die es den Makrophagen ermöglichen, sich an die jeweilig vorgefundene Situation anzupassen.

Das Gewebemikromilieu wird aber nicht nur durch die Verfügbarkeit organischer Substanzen bestimmt.

• So können Entzündungen und Infektionen eine lokale Anhäufung von Natrium im Gewebe hervorrufen, die sowohl die inflammatorische Aktivität als auch die antimikrobielle Schlagkraft von Makrophagen steigern kann. 

Wie jedoch nehmen Makrophagen Veränderungen in der lokalen Ionenbilanz und insbesondere erhöhte Natrium-Verfügbarkeit in ihrer Umgebung wahr?

Die Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Jonathan Jantsch am Institut für Klinische Mikrobiologie und Hygiene des Universitätsklinikums Regensburg ist in Zusammenarbeit mit weiteren Forschergruppen um Prof. Dr. Stefan Wagner (Klinik und Poliklinik für Innere Medizin II, Universitätsklinikum Regensburg) und Prof. Dr. Karl Kunzelmann (Institut für Physiologie, Universität Regensburg) des DFG-Sonderforschungsbereichs 1350 (Sprecher: Prof. Dr. Richard Warth) sowie weiteren Gruppen aus Deutschland, Singapur und Australien dieser Frage nachgegangen. Die Ergebnisse sind vor Kurzem in der renommierten Fachzeitschrift PLOS Biology erschienen.

• Das Team beobachtete, dass es nach einer Erhöhung extrazellulärer Natrium-Verfügbarkeit zu einem raschen Einstrom von Natrium in Makrophagen gekommen ist, der von einem Calcium-Ausstrom begleitet war. 

• Dies deutete darauf hin, dass Natrium/Calcium-Austauschprozesse eine wichtige Rolle in der Natrium-Wahrnehmung der Makrophagen spielen. 

Eine Blockade des in Makrophagen exprimierten Natrium/Calcium-Austauschers (NCX) störte nicht nur den Natrium-Einstrom unter Hochsalzbedingungen, sondern hemmte auch die sonst nach erhöhter Natrium-Exposition beobachtete gesteigerte entzündliche und antimikrobielle Makrophagen-Aktivität.

Bisher war unbekannt, über welche Mechanismen Makrophagen Natrium erkennen.

Diese Arbeit entschlüsselt eine wichtige Komponente des Natrium-Detektionsapparats der Makrophagen und weist dem NCX dabei eine zentrale Rolle zu.

Dies eröffnet vollständig neue Möglichkeiten, die Makrophagen-Funktion zu beeinflussen.

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Christina Glaser
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Originalpublikation:

P. Neubert, A. Homann, D. Wendelborn, A. Bär, L. Krampert, M. Trum, A. Schröder, S. Ebner, A. Weichselbaum, V. Schatz, P. Linz, R. Veelken, J. Schulte-Schrepping, A. C. Aschenbrenner, T. Quast, C. Kurts, S. Geisberger, K. Kunzelmann, K. Hammer, K. J. Binger, J. Titze, D. N. Müller, W. Kolanus, J. L. Schultze, S. Wagner, J. Jantsch, „NCX1 represents an ionic Na+ sensing mechanism in macrophages“, PLOS Biology (2020).
DOI: 10.1371/journal.pbio.3000722
https://journals.plos.org/plosbiology/article?id=10.1371/journal.pbio.3000722

 

Neue diagnostische und therapeutische Verfahren des akuten Herzinfarkts (Myokardinfarkt)

Medizin am Abend Berlin - MaAB-Fazit: Über Schwächen und Infarkte - Neu an der UDE/am UK Essen: Matthias Totzeck

In Deutschland gehört der Infarkt weiter zu den häufigsten Todesursachen. 

Dr. Matthias Totzeck, neuer Herzinfarkt-Professor an der Medizinischen Fakultät der Universität Duisburg-Essen (UDE), erforscht am Universitätsklinikum Essen (UK Essen) u.a. neue diagnostische und therapeutische Verfahren des akuten Herzinfarkts (Myokardinfarkt). 

Zugleicht leitet er den Bereich der Allgemeinen und Akutkardiologie. 


Dr. Matthias Totzeck, neuer Herzinfarkt-Professor am Universitätsklinikum Essen
© UDE/Frank Preuß
 
Damit sich Herzschäden eindeutiger charakterisieren lassen, nutzt der 39-Jährige am UK Essen u.a. neue Verfahren wie die 3D-Analyse von Gewebeproben.

„Mit den von uns entwickelten Methoden war es bereits möglich, neuartige Signalwege zu identifizieren, durch die viele Prozesse am Herzen während und nach einem akuten Infarkt positiv beeinflussbar sind. Das ist völlig neuartig“, freut sich Totzeck.

„Die Ursache für akute Herzmuskel-Schwächen ist nicht immer ein Infarkt. 

Chemo, Bestrahlung oder andere Tumorbehandlungen sind dazu ebenfalls in der Lage“, sagt der Professor.

• Neben Schäden am Herz-Kreislaufsystem erfasst er in der Essener Onko-Kardiologie u.a. die Nebenwirkungen von Krebstherapien und versucht, sie zu beheben.

Matthias Totzeck studierte von 2001 bis 2007 Medizin an der Universität Düsseldorf.

In seiner sehr guten Promotion (2008) diskutierte er die Bedeutung von Stickstoffmonoxid (NO) für die Pumpfunktion des menschlichen Herzens. 

2008/09 war er Kardiologe an der Universitätsklinik Aachen, ging dann bis 2015 ans Uniklinikum Düsseldorf und wechselte schließlich ans UK Essen.

Seitdem leitet er an der Klinik für Kardiologie und Angiologie den Bereich Allgemeine und Akutkardiologie.


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Alexandra Nießen
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alexandra.niessen@uni-due.de
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Westdeutsches Herz- und Gefäßzentrum
Klinik für Kardiologie und Angiologie
Prof. Dr. med. Matthias Totzeck
matthias.totzeck@uk-essen.de

CAVE Raucher: Krankhaften Erweiterungen der Hauptschlagader – dem sogenannten Aortenaneurysma

Medizin am Abend Berlin - MaAB-Fazit: Aortenaneurysmen: Neue Chancen dank komplexer Operation

Der Bereich für Gefäß- und Endovaskuläre Chirurgie in der Klinik für Viszeral,- Thorax- und Gefäßchirurgie am Universitätsklinikum Carl Gustav Carus Dresden hat seit seiner Gründung im Mai 2015 sein Spektrum deutlich erweitern können. 

Verantwortlich für den Aufbau des Bereichs ist dessen Leiter Prof. Christian Reeps, der hierzu von München nach Dresden gewechselt ist. 

In den vergangenen Jahren haben der erfahrene Gefäßchirurg und sein mittlerweile 15-köpfiges Ärzteteam weit mehr als 5.000 Patienten operiert. 

Ein besonderer Schwerpunkt lag hierbei unter anderem in der minimalinvasiven Behandlung, 
 
Carola Zschocke leidet am Marfan-Syndrom und dadurch an einem Gefäßriss der Aorta. Komplexe Operationen retteten ihr das Leben. UKD/Thomas Albrecht

• Von krankhaften Erweiterungen der Hauptschlagader – dem sogenannten Aortenaneurysma – von der vor allem ältere und kränkere Patienten profitierten. 

Je nach Alter und Krankheitsbild können offene Hauptschlagader-Operationen aber auch weiterhin eine gute und in bestimmten Fällen sogar die einzige sinnvolle Alternative darstellen.

Dies zeigt das Beispiel einer heute 37-jährigen Patientin, die aufgrund einer seltenen Erkrankung des Bindegewebes, dem sogenannten Marfan-Syndrom, einen lebensgefährlichen Riss dieses Gefäßes mit weiteren krankheitsbedingten Komplikationen erlitt.

Nach mehreren Operationen hat sich die zweifache Mutter nun soweit erholt, dass sie ihren Alltag auch dank der Hilfe ihres Mannes wieder meistern kann.

Dass Carola Zschocke überhaupt noch am Leben ist, grenzt an ein Wunder.

Im November 2018 wurde sie mit einem diagnostizierten Riss in der Hauptschlagader (Aorta) mit dem Hubschrauber in das Dresdner Universitätsklinikum eingeliefert. Gleichzeitig war bei der damals 35-Jährigen die Speiseröhre betroffen – die um bis zu zehn Zentimeter erweiterte Aorta hatte ein Loch in das Organ gerieben und gleichzeitig auf das Herz gedrückt.

„Krankhafte Erweiterungen der Hauptschlagader, so genannte Aortenaneurysmen, stellen eine tödliche Bedrohung dar. Wenn sie platzen, geht es um Minuten, die Überlebenschancen sind sonst gering und wenn dann noch die Speiseröhre betroffen ist, steht es noch schlechter um den Patienten“, sagt Prof. Christian Reeps. Vor fünf Jahren ist der erfahrene Gefäßchirurg an das Uniklinikum Dresden gewechselt und hat den Bereich für Gefäß- und Endovaskuläre Chirurgie deutlich ausgebaut. Gemeinsam mit seinem Team konnte der Chirurg die junge Frau erfolgreich behandeln und begleitet sie seitdem medizinisch. Im neuen, operativen Zentrum des Klinikums – dem Haus 32 – können Experten zudem auf eine hervorragende Infrastruktur inklusive zweier Hybrid-OPs setzen, um Patienten wie Carola Zschocke zu behandeln.

• Insgesamt werden bei etwa drei Prozent der Menschen im Alter über 50 Jahren so genannte abdominelle Aortenaneurysmen, also bedrohliche Erweiterungen der Aorta, diagnostiziert. 

Fünf von 100 Männern über 65 Jahre leiden an dieser Erkrankung, die dringend überwacht werden muss, sofern sie rechtzeitig diagnostiziert wurde. Bei einem von 100 Patienten ist eine umgehende Behandlung erforderlich.  

Besonders gefährdet sind aktive und frühere Raucher.

Grund für Erkrankungen der Hauptschlagader können aber auch erbliche Veranlagungen sein.

So wie bei Carola Zschocke, die unter dem Marfan Syndrom leidet.

Medizin am Abend Berlin ZusatzFachLink: Marfan Syndrom Genetische Untersuchungen  

Nur ein bis zwei Menschen von 10.000 zeigen diese genetisch bedingte Bindegewebsschwäche, weshalb diese zu den seltenen Erkrankungen zählt.  

Dabei kommt es unter anderem häufig zu gefährlichen Erweiterungen der Blutgefäße. 

Besonders betroffen davon ist die Hauptschlagader.

So lässt sich das Aneurysma Ende 2018 bei der Patientin aus Schönbrunn erklären.

 „Mir wurde auf Arbeit schlecht, dann habe ich Blut erbrochen“, sagt sie.

Kollegen brachten sie in eine nahe Klinik. Danach ging alles ganz schnell. In einer gemeinsamen Not-Operation haben die Spezialisten der Gefäß- und Viszeralchirurgie am Uniklinikum Dresden zunächst die gerissene Brustschlagader ersetzt und zugleich einen Teil der ebenfalls betroffenen Speiseröhre entfernt.  

Diese sowie die Anschluss-OP mit Ersatz der kompletten Bauchschlagader inklusive aller Organ- und Beckenarterien im März 2019 mussten die Ärzte am offenen Körper unter Einsatz einer Art Herz-Lungenmaschine genannt ECMO durchführen, um während der OP die Durchblutung der Organ- und Beinarterien sicherstellen zu können.

• ECMO steht für „Extrakorporale Membranoxygenierung“ – ein maschinelles Lungen- und Kreislaufersatzverfahren, bei dem das Blut des Patienten entnommen, außerhalb des Körpers das Kohlendioxid entzogen und mit Sauerstoff angereichert und dem Körper zur Durchblutung zurückgegeben wird.

Dabei setzt der Bereich für Gefäß- und Endovaskuläre Chirurgie am Uniklinikum Dresden auf ein breites Spektrum an Kompetenz.

Wie an nur wenigen Standorten können hier sowohl komplizierteste Aorten-Operationen minimalinvasiv mittels Katheterverfahren, als auch die offene Maximaltherapie von Aortenerkrankungen, sowie Operationen mittels maschineller Kreislauf- und Lungenunterstützung routiniert angeboten werden.

Letztere können nach entsprechender Risikoabwägung insbesondere bei jüngeren Patienten mit Erkrankungen der gesamten Hauptschlagader von Vorteil sein und sind bei Patienten mit Bindegewebserkrankungen und Infektionen mit ausgedehntem Ersatz die Methode der Wahl. Für eine offene Operation der gesamten Hauptschlagader sprechen bei Jüngeren die guten OP und Langzeitergebnisse, auf die die Mediziner setzen.

„Diese Maximaltherapie erfordert spezielle und tiefe Kenntnisse und Kompetenzen und ein starkes interdisziplinäres Team, weshalb sie nur in wenigen Zentren in Deutschland angeboten wird“, sagt Prof. Michael Albrecht, Medizinischer Vorstand des Uniklinikums Dresden. „Wir sind stolz, als Maximalversorger in der Region einige der besten Chirurgen bei uns zu haben, die diese komplizierten Eingriffe durchführen können.“ Dazu gehören auch endovaskuläre Operationen, die besonders bei älteren und kränkeren Patienten gewählt werden. Hier werden in einem der beiden hochmodernen Angiographie-Hybrid-OPs des Chirurgischen Zentrums sogenannte Stentprothesenröhrchen minimalinvasiv über kleine Punktionen in die Leistenschlagadern eingeführt, um die Aorta zu stabilisieren, Organarterien zu sichern und den Zufluss zum Aneurysma zu stoppen. 

• Die Mediziner müssen die Bauchhöhle hierbei nicht öffnen, weshalb dieser Eingriff schonender und körperlich deutlich weniger belastend ist und sich deshalb bei Patienten im hohen Alter anbietet. 

„Das Chirurgische Zentrum des Uniklinikums im Haus 32 und 59 bietet uns allen optimale Bedingungen für die oft schwierigen Operationen“, sagt Prof. Jürgen Weitz, Direktor der Klinik für Viszeral-, Thorax- und Gefäßchirurgie. „Besonders durch die enge und damit unkomplizierte Zusammenarbeit von Gefäß-, Thorax- und Bauchchirurgen in einer Klinik können auch die komplexesten chirurgischen Krankheitsbilder die häufig ein nahtloses Zusammenwirken aller Spezialisten benötigen erfolgreich gemeinsam versorgt werden.“

So auch bei Carola Zschocke. Sie wurde seit dem Aortenriss in der Brustschlagader und der Fistel an der Speiseröhre noch mehrfach von den Viszeral-, Thorax- und Gefäßchirurgen operiert.

Im vergangenen November wurde bei ihr die Speiseröhre mittels Magenhochzug wiederhergestellt. 

• Zudem hat sie eine künstliche, mechanische Herzklappe bekommen – auch dies war aufgrund der Folgeerscheinungen des Marfan-Syndroms notwendig. 

Regelmäßig kommt die Patientin zur Nachbetreuung in das Uniklinikum. „Mir geht es soweit gut“, sagt die heute 37-jährige Mutter von zwei Kindern. Auf ihrem Grundstück in Schönbrunn kann sie sich schon gut bewegen.

Nun gilt es, nachdem das Gröbste überstanden ist, Gewicht zuzulegen, die Herzleistung zu verbessern und generell zu Kräften zu kommen. 

Noch leidet sie unter Schwächegefühl, speziell nach dem Essen. 

Bei ihren Fragen und medizinischen Problemen wird die Patientin weiterhin am Uniklinikum Dresden engmaschig betreut.



 Prof. Christian Reeps im Gespräch mit Patientin Carola Zschocke.
UKD/Thomas Albrecht

Herausstechendes Merkmal der universitären Gefäßmedizin in Dresden ist zudem die gute Kooperation und Konzentration von Gefäßspezialisten aller Fachgebiete im UniversitärenGefäßCentrum (UGC) bzw. Universitären Aortenzentrum (UAD). Hier arbeiten Herz- und Gefäßchirurgen, Interventionsradiologen und Angiologen auf einem universitären Campus eng und koordiniert zusammen, sodass sämtliche Gefäßerkrankungen vom Aortenbogen bis in die Zehen und Fingerspitzen mit allen zur Verfügung stehenden operativen, minimalinvasiven und medikamentösen Methoden behandelt werden können.

„Im Aortenboard tauschen wir uns regelmäßig aus und besprechen die Fälle.

Auch die regelmäße Vor- und Nachsorge, die natürlich ähnlich wichtig für unsere Patienten ist, wie die Operation, erfolgt hier über das Zentrum sozusagen aus einer Hand.

Eine zusätzliche Aorten- und Marfan-Sprechstunde runden zudem die Versorgung ab“ sagt Prof. Christian Reeps.

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Vorhoffflimmern und Kardiomyopathien

Medizin am Abend Berlin - MaAB-Fazit: Genetisch-bedingtem Vorhofflimmern

Start für internationale Studie zur Ursache genetischen Vorhofflimmerns: 

Deutsches Zentrum für Herz-Kreislauf-Forschung (DZHK) und Niederländische Herzstiftung (Hartstichting) fördern von UMGöttingen und UMAmsterdam koordinierte Studie mit 1 Million Euro über vier Jahre. 

 
Prof. Dr. Niels Voigt, Institut für Pharmakologie und Toxikologie der Universitätsmedizin Göttingen. Foto. privat

Medizin am Abend Berlin ZusatzFachThema: Labore in Berlin  
 

• In Deutschland leiden mehr als zwei Millionen Menschen an Vorhofflimmern, der häufigsten Form der Herzrhythmusstörung. 

• Obwohl die Erkrankung nicht direkt lebensbedrohlich ist, kann sie zu gravierenden Folgeschäden führen. 

• Schätzungen zufolge sind in Deutschland etwa 35.000 Schlaganfälle jährlich auf das Vorhofflimmern zurückzuführen. 

Zudem kann Vorhofflimmern andere bereits bestehende Herzerkrankungen verschlechtern. Risikofaktoren für die Entstehung von Vorhofflimmern sind insbesondere Herzschwäche, Bluthochdruck, Diabetes, Übergewicht und ein höheres Lebensalter. 

Die meisten Patient*innen haben bei Erstdiagnose das 60. Lebensjahr bereits erreicht.

In einigen Familien tritt Vorhofflimmern jedoch gehäuft bei jungen Mitgliedern auf. Dies weist auf eine dominante genetische Veränderung in diesen Familien hin.

An diesem Punkt setzt die neue internationale Studie DnAFiX („DNA damage in cytoskeletal protein mutation-induced Atrial Fibrillation: a guide to novel treatment and screening targets“) an. Gegenstand der Studie ist die Entwicklung neuer Behandlungs- und Screening-Strategien für Vorhofflimmern, das durch Veränderungen im Skelett von Herzmuskelzellen hervorgerufen wird.

Das Forschungsvorhaben wird partnerschaftlich von Prof. Dr. Niels Voigt, Institut für Pharmakologie und Toxikologie der Universitätsmedizin Göttingen (UMG), und Prof. Dr. Bianca Brundel, Institut für Physiologie des Amsterdam University Medical Center, Standort VUmc, koordiniert. Das Deutsche Zentrum für Herz-Kreislauf-Forschung (DZHK) und die Niederländische Herzstiftung (Hartstichting) fördern das Projekt zusammen mit insgesamt einer Million Euro über vier Jahre.

„Bei bis zu 20 Prozent der jüngeren Betroffenen entwickelt sich das Vorhofflimmern aufgrund genetischer Mutationen und Vererbung und nicht auf Grundlage allgemeiner Risikofaktoren oder struktureller Herzerkrankungen“, sagt Prof. Dr. Niels Voigt.

Jüngste Erkenntnisse des Forscherteams legen nahe, dass ererbte Veränderungen des Skeletts der Muskelzellen im Herzvorhof die DNA, d.h. die „Steuerzentrale“ der Zellen, destabilisieren und dadurch Vorhofflimmern auslösen können. „Wir wollen den genauen Mechanismus aufdecken und Medikamente auf ihren therapeutischen Nutzen testen, um neuartige Therapien für Patient*innen mit Vorhofflimmern zu entwickeln“, sagt Prof. Dr. Bianca Brundel.

Hintergrund

In vorausgegangenen Untersuchungen konnten die Forscher*innen Familien identifizieren, die Mutationen in Proteinen des Skeletts von Herzmuskelzellen tragen und bei denen Vorhofflimmern gehäuft bei jüngeren Mitgliedern auftritt.

• Das Zellskelett oder auch Zytoskelett dient der Stabilisierung von Zellen und deren innerer Komponenten. 
• Patient*innen mit ererbten Störungen des Zytoskeletts entwickeln im Verlauf ihres Lebens häufig strukturelle Herzmuskelveränderungen der Hauptkammern (Ventrikel), sogenannte Kardiomyopathien, die auch mit einer Pumpstörung des Herzens einhergehen.

Bemerkenswerterweise tritt bei diesen Patient*innen das Vorhofflimmern oft bereits mehrere Jahre vor der Kardiomyopathie und ohne Vorliegen von Risikofaktoren auf.

• Diese Beobachtung weist darauf hin, dass in diesen Fällen das Vorhofflimmern direkt auf Veränderungen im Zytoskelett zurückzuführen ist und nicht aus der kardialen Funktionsstörung durch strukturelle Herzmuskelveränderungen folgt.

Warum Mutationen im Zytoskelett Vorhofflimmern auslösen können, noch bevor die Kardiomyopathie ausgebildet ist, ist bislang ungeklärt.

Daher gibt es für diese Patient*innen keine spezifischen Diagnosewerkzeuge und Behandlungsmöglichkeiten.

 „Die Analyse der Veränderungen im Zytoskelett und deren Folgen kann zur Entwicklung neuer Strategien für die Diagnose und Behandlung von Vorhofflimmern führen“, sagt Prof. Voigt.

„Hierzu setzen wir unter anderem künstlich hergestelltes Herzgewebe aus Stammzellen sowie Gewebe- und Serumproben von betroffenen Patient*innen ein.“

Das Konsortium

Die Studie wird von Prof. Dr. Niels Voigt und Prof. Dr. Bianca Brundel koordiniert und partnerschaftlich von den Teams um Prof. Dr. Natasja de Groot (Department of Cardiology, Erasmus Medical Center Rotterdam), Prof. Dr. Rudolf de Boer (Department of Cardiology, University Medical Center Groningen), Prof. Dr. Denise Hilfiger-Kleiner (Klinik für Kardiologie und Angiologie, Medizinische Hochschule Hannover) sowie Prof. Dr. Hendrik Milting (Herz- und Diabeteszentrum NRW, Universitätsklinik der Ruhr Universität Bochum, Bad Oeynhausen) unterstützt.

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CAVE-Untersucher: Die Schilddrüsenhormone und die Organe

Medizin am Abend Berlin - MaAB-Fazit: Paradigmenwechsel in der Schilddrüsen-Forschung könnte Therapie von Schlaganfall und Herzinfarkt voranbri

Ein neuer Sonderforschungsbereich führt nun einen Perspektivwechsel durch, der Angebot und Nachfrage von Schilddrüsenhormonen in den jeweiligen Organen unter die Lupe nimmt. 

Insbesondere neue Erkenntnisse zu molekularbiologischen Prozessen und den Einfluss der lokalen Schilddrüsenhormonwirkung in Gehirn, Leber und Herz sollen ein Licht auf die Krankheitsentstehung werfen und neue Therapieansätze ermöglichen. 

Auf der gemeinsamen Online-Pressekonferenz der Deutschen Diabetes Gesellschaft (DDG) und der Deutschen Gesellschaft für Endokrinologie (DGE) zeigt eine Expertin auf, inwiefern Patienten mit Volkserkrankungen wie Herzinfarkt, Schlaganfall und Lebererkrankung davon profitieren könnten. 

Medizin am Abend Berlin ZusatzFachLink: Labor 
 

• Schilddrüsenhormone sind komplexe Regulatoren. 

• Sie bestimmen die Stoffwechsellage im Körper und haben unter anderem Einfluss auf Energieverbrauch, Körperwärme, die Aktivität von Nerven, Muskeln, Herz, Kreislauf, Magen und Darm, das seelische Wohlbefinden, die Sexualität sowie – insbesondere bei Kindern – die körperliche und geistige Entwicklung. 

Darüber hinaus finden noch vielfach unverstandene molekularbiologische Prozesse in den jeweiligen Zielorganen statt, an denen Schilddrüsenhormone ganz wesentlich beteilig sind.

„Über die Einzelheiten der Signal- und Transportwege der Schilddrüsenhormone und ihren Einfluss auf die Entstehung von Volksleiden wie Fettleber, Schlaganfall und Herzinfarkt – aber auch auf unbekannte seltene Stoffwechselerkrankungen – müssen wir noch viele Erkenntnisse gewinnen“, erklärt Professor Dr. med. Dagmar Führer-Sakel, Sprecherin der Sektion Schilddrüse der DGE. Dies könne in mögliche neue Therapien und Präventionsmaßnamen einfließen. Auf der gemeinsamen Online-Pressekonferenz der DDG und DGE stellt sie einen aktuell ins Leben gerufenen Sonderforschungsbereich zu diesem Thema vor.

Die Blutserumkonzentration von Schilddrüsenhormonen ist nur eine Seite endokriner Mechanismen.

Ein detaillierter Blick auf ihre lokale Wirkung in Organen wie Herz, Leber und Gehirn gibt weiteren Aufschluss über zelluläre Mechanismen, an denen Schilddrüsenhormone wesentlich beteiligt sind.

„Erkrankungen, bei denen der Transport von Schilddrüsenhormonen in die jeweiligen Zellen der Organe durch eine Genmutation unterbunden ist, zeigen uns, welche Auswirkungen die Abwesenheit dieser Hormone in den jeweils betroffenen Organen hat“, erklärt Führer-Sakel, Direktorin an der Klinik für Endokrinologie, Diabetologie und Stoffwechsel am Universitätsklinikum Essen.

Beim Allan-Herndon-Dudley-Syndrom (AHDS) ist beispielsweise der Transport von Schilddrüsenhormonen in die Organe gestört. 

Die Folge sind eine schwere geistige Entwicklungsverzögerung und Störung der Motorik und des Muskelaufbaus. 

• „Beim AHDS fehlt im Gehirn das aktive Schilddrüsenhormon T3“, führt Führer-Sakel aus. 

„Zwar wird dieses Hormon ausreichend gebildet und ist auch im Blut nachweisbar. 

• Doch der Transportweg über die Blut-Hirnschranke in die Nervenzellen ist durch eine Genmutation, die die Funktion eines Hormon-Transporters betrifft, beeinträchtigt und führt zum entsprechenden Krankheitsbild.“

Auf der anderen Seite kann eine erhöhte Konzentration dieses Hormons in Organen ebenfalls schädlich sein – auch dieses findet sich beim AHDS.

• Zudem zeigen Studien, dass lokale Veränderungen der Schilddrüsenhormonverfügbarkeit einen Einfluss auf die Entstehung und den Schweregrad von Schlaganfällen und Herzinfarkt haben. 

„Schilddrüsenhormone scheinen zwar prinzipiell einen protektiven Charakter zu haben.

• Andererseits kann eine ‚Überdosis´ offenbar zu großen Schäden bei akuten Ischämien – also der Blutversorgung von Organen – haben“, so Führer-Sakel. 

• Auch für Lebererkrankungen bestehen ähnliche Vermutungen.

Im neuen Sonderforschungsbereich SFB TR 296 „Local control of TH action (LocoTact)” wollen Wissenschaftler eines interdisziplinären Konsortiums nun den Einfluss der lokalen Schilddrüsenhormonwirkung auf physiologische und pathophysiologische Prozesse untersuchen.

Beteiligt sind Kliniker und Grundlagenwissenschaftler der Universität Duisburg-Essen, der Universität zu Lübeck und der Charité – Universitätsmedizin Berlin mit Forschern von Helmholtz- und Leibnitz-Instituten sowie der Universität Leipzig.

„Dabei fokussiert sich das Team in der ersten Förderphase auf die bekanntesten Zielorgane von Schilddrüsenhormonen wie Gehirn, Herz und Leber und entwickelt Therapiemöglichkeiten auf Grundlage genetischer und zellbiologischer Erkenntnisse“, fasst Führer-Sakel, Sprecherin des SFB, das Vorhaben zusammen.

Sie stellt am 30. Juni 2020 in der Konferenz das Thema detailliert vor und geht dabei auf bisherige und mögliche Erkenntnisse in diesem Forschungsfeld ein.

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COVID-19: fachkundige Nachsorge und Rehabilitation

Medizin am Abend Berlin - MaAB-Fazit: Genesen bedeutet nicht gesund: Jetzt die Weichen für Rehabilitation nach COVID-19-Erkrankung stellen

Etwa 173 000 Menschen in Deutschland haben nach Schätzungen des Robert Koch-Institutes eine COVID-19-Erkrankung überstanden und gelten als „genesen“. 

• Doch auch nach Abklingen der Infektion können die Lungenfunktion und körperliche Leistungsfähigkeit beeinträchtigt sein. 

Daher benötigen einige „genesene“ Patienten auch nach der Akutphase der Erkrankung eine fachkundige Nachsorge und Rehabilitation durch erfahrene Pneumologen, betont die Deutsche Gesellschaft für Pneumologie und Beatmungsmedizin e.V. (DGP). 
 
In einer aktuellen Empfehlung zur pneumologischen Rehabilitation bei COVID-19 beschreibt die Fachgesellschaft die gesundheitlichen Folgen von COVID-19 und leitet daraus rehabilitative Maßnahmen für die Betroffenen ab.

Medizin am Abend Berlin ZusatzFachThema: Covid-Labore  

• Als genesen gilt laut Robert Koch-Institut, wer mindestens 48 Stunden keine Symptome wie Husten oder Fieber zeigt und bei dem im Abstand von 24 Stunden zwei Rachenabstrichtests negativ ausfallen. 

• Zudem müssen die ersten Symptome mindestens zwei Wochen zurückliegen. 

Doch auch wenn ein Patient die Erkrankung nach diesen Kriterien überstanden hat, benötigt er möglicherweise weitergehende medizinische Versorgung in Form einer pneumologischen Rehabilitation.

„CT-Bilder der Lungen von genesenen COVID-19-Patienten legen nahe, dass viele von ihnen nicht wirklich gesund sind, sondern als Folge der Infektion mehr oder weniger starke Lungenschäden aufweisen“, sagt Professor Dr. med. Andreas Rembert Koczulla, Chefarzt des Fachbereichs Pneumologie der Schön Klinik Berchtesgadener Land und Mitautor des Papiers.

• So sei davon auszugehen, dass auch nach Überwinden der Akutphase der Gasaustausch der Lunge langfristig beeinträchtigt sein kann. 
• Dies könne auch Patienten betreffen, die im Krankenhaus nicht beatmet wurden.

In der pneumologischen Rehabilitation geht es zunächst darum, in Belastungstests herauszufinden, wie schwer die Lunge geschädigt und die Sauerstoffversorgung des Körpers beeinträchtigt ist.

Je nach Schwere der COVID-19-Erkrankung und der Dauer der künstlichen Beatmung werden unterschiedliche Maßnahmen ergriffen.

• Diese können bei schweren Verläufen eher einer fortgesetzten Akutversorgung ähneln als einer klassischen Rehabilitation.

 „Wichtig ist, dass rehabilitationsbedürftige Patienten an eine geeignete, von Pneumologen geleitete Institution überwiesen werden, die den zu lösenden klinischen Fragestellungen gerecht werden kann“, sagt Koczulla. Insgesamt verfüge Deutschland im Bereich der pneumologischen Rehabilitation über etwa 5 000 Plätze in stationären Einrichtungen. „Insbesondere Patienten, die bereits vor der COVID-19-Erkrankung an einer chronischen Lungenerkrankungen gelitten haben, werden eine intensivere Nachsorge benötigen, die je nach vorliegendem Schweregrad eine besondere Expertise von der nachsorgenden Klinik erfordert“, so Professor Dr. med. Michael Pfeifer, Präsident der DGP.

„Noch haben wir Zeit, um uns auf diese neue Herausforderung strukturell vorzubereiten“, betont Pfeifer, Universität Regensburg, Chefarzt an der Klinik Donaustauf und Krankenhaus Barmherzige Brüder Regensburg.  

Die Rehabilitation von COVID-19-Patienten wird bei vielen Patienten überwiegend stationär ablaufen – zum einen aufgrund fehlender ambulanter Einrichtungen und zum anderen aufgrund der erforderlichen, permanenten internistisch-pneumologischen Überwachung der Patienten bedingt durch die Komplexität der Krankheitsfolgen.

Aber auch die stationäre Rehabilitation gelingt derzeit nur eingeschränkt. So können nur sehr wenige Patienten betreut werden, weil ihre Versorgung viel Pflegepersonal bindet und hohen hygienischen Anforderungen unterliegt. „Um ein qualitativ hochwertiges Therapieangebot sicher zu stellen, das durch die Einschränkungen der vergangenen Monate erheblich gefährdet ist, muss dieser höhere Aufwand zwingend in den Pflegesätzen abgebildet werden“, so der DGP-Präsident. „Das ist notwendig, um schon jetzt die Weichen für die Nachsorge von COVID-19-Patienten zu stellen“, sind sich die Experten einig.

Die DGP erhebt aktuell Daten zur Versorgungskapazität von pneumologischen Reha-Einrichtungen. Mit einem Fragebogen wird dazu die apparative und personelle Expertise von stationären Kliniken erfragt. So können Patienten in der Zukunft gezielt und problemgerecht einer Einrichtung zugewiesen werden.

Die vollständigen Empfehlungen der DGP können auf der Website der Fachgesellschaft kostenlos abgerufen werden.

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Deutsche Gesellschaft für Pneumologie und Beatmungsmedizin e.V.
Stephanie Balz
Postfach 30 11 20
70451 Stuttgart

Tel: 0711 89 31-168
Fax: 0711 89 31-167
balz@medizinkommunikation.org
www.pneumologie.de
Birkenstraße 67
10559 Berlin
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E-Mail-Adresse: office@awmf.org

Dennis Makoschey
Geschäftsführer / Pressesprecher
Telefon: 030 2009 7777
E-Mail-Adresse: makoschey@awmf.org

Originalpublikation:

https://pneumologie.de/fileadmin/user_upload/COVID-19/20200604_DGP_Reha_bei_COVI...

Dialysepatient: Cholesterin- bzw. Lipidsenker oder CSE-Hemmer

Medizin am Abend Berlin - MaAB-Fazit: Welche Dialysepatienten profitieren von einer Behandlung mit Statinen?

• Score ermöglicht die Vorhersage eines Behandlungseffektes der Statin-Therapie bei Dialysepatienten mit Diabetes mellitus 

 
 Dialysepatienten haben ein hohes Risiko für Herz-Kreislauf-Erkrankungen
 
Wissenschaftlern der Universitätsmedizin Mannheim (UMM) und des Universitätsklinikums Würzburg ist es gelungen, nicht nur nachzuweisen, dass Untergruppen von Dialyse-Patienten tatsächlich unterschiedlich von der Behandlung mit Statinen zur Vermeidung von Herz-Kreislauf-Erkrankungen profitieren, sondern auch einen Score zu entwickeln, der für einzelne Patienten eine Vorhersage über die klinische Wirksamkeit von Statinen erlaubt.

• Patienten, die aufgrund einer schweren Nierenerkrankung auf eine künstliche Blutwäsche (Dialyse) angewiesen sind, haben ein hohes Risiko für Herz-Kreislauf-Erkrankungen. 

• Denn häufig gehen mit einem chronischen Nierenversagen Bluthochdruck, Fettstoffwechselstörungen und Blutarmut einher. 

Ob aber in diesem Zusammenhang die Behandlung von Dialysepatienten mit Statinen gerechtfertigt ist, ist umstritten, da randomisierte Studien mit (Hämo-) Dialysepatienten* deren Nutzen nicht belegen.

Statine sind auch als Cholesterin- bzw. Lipidsenker oder CSE-Hemmer bekannt. 

Sie gelten als wichtige Arzneistoffe zur Senkung der Blutfettwerte und Vorbeugung von durch Arteriosklerose bedingten Herzkrankheiten wie Koronare Herzerkrankung (KHK) und Herzinfarkt.

• Während Statine das Risiko kardiovaskulärer Ereignisse bei Patienten mit chronischer Nierenerkrankung ohne Dialysebehandlung nachweislich senken, besteht große Unsicherheit bezüglich ihres Nutzens für Dialysepatienten.

Wenn Dialysepatienten nicht generell von der Statin-Behandlung profitieren, gibt es dann vielleicht innerhalb ihrer Gesamtheit Untergruppen, die profitieren könnten?

Und wenn ja: Wie können solche Patienten in der Praxis identifiziert werden? Diesen Fragen gingen Professor Dr. Winfried März von der V. Medizinischen Klinik der Universitätsmedizin Mannheim und Dr. Bernd Genser von der Medizinischen Klinik I des Universitätsklinikums Würzburg in ihrer aktuellen Studie nach.

Sie untersuchten die im Rahmen der Deutschen Diabetes Dialyse Studie (4D-Studie)* erfassten klinischen und biochemischen Eigenschaften der Studienteilnehmer daraufhin, ob sie in einem Zusammenhang zur Wirkung von Atorvastatin auf die Entwicklung von kritischen kardiovaskulären Ereignissen (z.B. Herzinfarkten und Schlaganfällen) oder Tod der Teilnehmer im Verlauf der Studie standen.

Das Ergebnis: Viele dieser Parameter modifizieren die Wirkung der Statine.

• So zeigte sich beispielsweise, dass Statine besonders wirksam bei Patienten mit hohem LDL-Cholesterin im Anfangsstadium der Dialysebehandlung sind, wo die Fettstoffwechselstörung noch ein wesentlicher Risikofaktor für Herz-Kreislauf-Erkrankungen ist. 

• Je länger die Dialysebehandlung jedoch andauert, desto weniger wirksam ist die Statin-induzierte Lipidsenkung, da oft weitere Erkrankungen hinzukommen, deren Fortschreiten durch unterschiedliche Marker nachgewiesen werden kann.

Indem sie die Parameter in klinisch anwendbare Scores integrierten, konnten die Wissenschaftler drei Gruppen von Dialysepatienten bilden:

• Patienten, bei denen Atorvastatin eine deutliche Verminderung der kardiovaskulären Endpunkte bewirkte, Patienten, bei denen sich praktisch kein Effekt zeigte und Patienten, bei denen sogar eine signifikant nachteilige Wirkung von Atorvastatin sichtbar wurde. 

Mit der Hilfe des vorgeschlagenen Scores können Kliniker also nicht nur jene Patienten auswählen, die am meisten von der Behandlung mit Statinen profitieren würden, sondern auch jene identifizieren, die potenziell Schaden nehmen könnten.

„Die Betrachtung der biologischen Systeme bei Dialysepatienten half uns, das Konzept, wie verschiedene Faktoren direkt und indirekt die Wirkung der Statine modifizieren, sehr gut zu verstehen.

Wir gehen davon aus, dass einige der in dieser Arbeit identifizierten Mechanismen und Marker auch für die Prävention von Herz-Kreislauf-Erkrankungen größerer Populationen wirksam sind und auch dort ein personalisierter Ansatz der Lipidsenkung äußerst sinnvoll wäre“, sagt Dr. Bernd Genser, der Erstautor der Studie.

„Freilich ist unsere Arbeit nur ein erster, Hypothesen generierender Schritt hin auf das Ziel einer Personalisierung der Statin-Therapie in weiteren Patientengruppen. Wir müssen daher daran arbeiten, die Güte der Vorhersage unseres Scoring-Systems an weiteren unabhängigen Populationen zu bestätigen“, ergänzt Winfried März.

*Deutsche Diabetes Dialyse Studie (4D-Studie)
Randomized Controlled Trial on the Efficacy and Safety of Atorvastatin in Patients With Type 2 Diabetes on Hemodialysis (4D Study): Demographic and Baseline Characteristics
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/15316128/

AURORA Trial
A Study to Evaluate the Use of Rosuvastatin in Subjects on Regular Hemodialysis: An Assessment of Survival and Cardiovascular Events
https://clinicaltrials.gov/ct2/show/NCT00240331

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Prof. Dr. Winfried März
Universitätsmedizin Mannheim
V. Mediznische Klinik
Arbeitsgruppe Genetik, Epidemiologie und Biomarkerforschung
Tel. 0621/383-5172
winfried.maerz@medma.uni-heidelberg.de

Dr. Eva Maria Wellnitz Universitätsmedizin Mannheim
Theodor-Kutzer-Ufer 1-3
68167 Mannheim
Deutschland
Baden-Württemberg

Telefon: 0621 / 383-71115
Fax: 0621 / 383-71103
E-Mail-Adresse: eva.wellnitz@medma.uni-heidelberg.de

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Originalpublikation:

A scoring system for predicting individual treatment effects of statins in type 2 diabetes patients on haemodialysis
Bernd Genser, Christoph Wanner and Winfried März
European Journal of Preventive Cardiology, 0(00) 1–16
https://doi.org/10.1177/2047487320905721