Behandlung von Adipositas (Fettleibigkeit)

Medizin am Abend Berlin Fazit: Neuer Ansatz zur Therapie von Fettleibigkeit

Das im Juni gestartetes Forschungsprojekt IDA untersucht neue optische Detektionsverfahren, welche kombiniert mit moderner elektrochirurgischer Plasmatherapie, erstmals die minimal-invasive, ambulante und nachhaltige Behandlung von Adipositas (Fettleibigkeit) ermöglichen sollen. 

Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) unterstützt das Verbundprojekt, an dem zwei Firmen sowie das Universitätsklinikum Tübingen und die Albert-Ludwigs-Universität Freiburg beteiligt sind, mit 3,4 Millionen Euro. 
 

• Die als Adipositas bekannte krankhafte Fettleibigkeit, betraf laut Ernährungsbericht des Robert-Koch-Instituts im Jahr 2012 rund 23% der Männer und 24% der Frauen in Deutschland. 

• Mit einem Körpermasseindex (BMI) größer 35 haben diese Menschen ein signifikant erhöhtes Risiko eine chronische Erkrankung wie Bluthochdruck, Diabetes mellitus Typ 2 und Arteriosklerose zu entwickeln oder einen Herzinfarkt oder Schlaganfall zu erleiden. 

• Ein chirurgischer Eingriff im Magen-Darmtrakt ist aktuell die einzige Methode mit der ein nachhaltiger Gewichtsverlust bei Adipositas-Patienten erzielt werden kann. 

Zu den gravierenden Nachteilen einer Operation gehören jedoch die irreversible Umgestaltung des Magen-Darmtrakts, Komplikationen vor oder nach dem Eingriff, häufige  Wiederholungsoperationen sowie Mangelversorgung wichtiger Vitamine und Spurenelemente.

Argon-Plasma zur Adipositasbehandlung

Das Forschungsprojekt IDA (Intelligentes Photonisches Gewebedetektions-und Gewebeablations-system) verfolgt einen Ansatz, welcher erstmals einen plasmamedizinischen Eingriff (Anwendung der elektrochirurgischen Argon-Plasma-Koagulation) mit intelligenter optischer Diagnostik zur Therapieüberwachung verbindet. 

Integriert in eine endoskopische Magensonde, könnten mit dem kombinierten Diagnose- und Therapieverfahren Adipositaspatienten zukünftig minimal-invasiv und ambulant behandelt werden. 
 

Anders als bei der üblichen „Magenverkleinerung“, soll mit Hilfe eines ionisierten Edelgases, dem Argonplasma, nur die oberste Schicht der Magenschleimhaut (Mucosa) auf einer Fläche von etwa einem DIN-A4-Blatt abgetragen werden. 

Dr. Alexander Neugebauer, der die Forschungsaktivitäten beim Projektkoordinator Erbe Elektromedizin GmbH leitet, über den Hintergrund des neuen Therapieansatzes:

„In vorangegangen Forschungsprojekten haben wir in Versuchen am Großtiermodell Schwein die Mucosa großflächig verödet und damit sehr erfolgversprechende Ergebnisse hinsichtlich des Gewichts- und Fettmasseverlustes nach der Operation gefunden.“

Der Vorteil der Methode ist, dass große Areale Mucosa entfernt werden können ohne dabei die darunterliegenden empfindlichen Bestandteile der Magenschleimhaut zu schädigen.

Intelligente Sensoren ermöglichen Echtzeit-Therapieüberwachung

Um den Prozess während des Eingriffs genau zu überwachen, regeln und steuern intelligente Sensoren, die im Rahmen des Projekts erforscht werden, den Abtragprozess in Echtzeit. Dazu kommen neben neuen optischen Verfahren zur Gewebeuntersuchung, miniaturisierte Temperatur- und Abstandssensoren zum Einsatz.
Bisher testen die Forscher den kombinierten Diagnose- und Therapieansatz im Tiermodell und an menschlichen Gewebeproben. Am Ende des dreijährigen Forschungsprojekts, sollen erste Studien an Adipositaspatienten Aufschluss über die Wirksamkeit der Methode beim Menschen geben.

Über das Forschungsverbundprojekt

Am Forschungsprojekt IDA sind die Firmen Erbe Elektromedizin GmbH Tübingen (Koordinator) und phg Peter Hengstler GmbH&Co.KG Deißlingen sowie das Institut für Mikrosystemtechnik der Albert-Ludwigs-Universität Freiburg und das Universitätsklinikum Tübingen beteiligt. Das vom BMBF im Rahmen der Initiative „Photonik Forschung Deutschland“ geförderte Verbundvorhaben startete am 1. Juni 2017.

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Über Google: Medizin am Abend Berlin
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Dr. Alexander Neugebauer (Projektkoordinator)
Erbe Elektromedizin GmbH
Teamleiter Forschung & Grundlagentechnologien Grundlagenforschung
Tel + 49 7071 755 493
Fax + 49 7071 755 5493
Alexander.Neugebauer@erbe-med.com

Dr. Anja Schulz Forschungsschwerpunkt Biophotonik
Albert-Einsteinstr. 9
07745 Jena
Deutschland
Thüringen

Dr. Andreas Wolff
http://www.biophotonik.org

Telefon: (03641) 206 035
Fax: (03641) 206 044
E-Mail-Adresse: andreas.wolff@ipht-jena.de

Vom Contergan-Skandal zum Hoffnungsträger bei Knochenmarkserkrankungen

Medizin am Abend Fazit:   Wirkmechanismus geklärt

Vor mehr als 50 Jahren hat Thalidomid unter dem Namen Contergan einen Medizinskandal ausgelöst. Inzwischen wird der Nachfolger Lenalidomid erfolgreich gegen schwer zu behandelnde Krebserkrankungen des Knochenmarks eingesetzt. Den zugrunde liegenden Wirkmechanismus haben Forscher um Dr. Jan Krönke, Emmy Noether-Nachwuchsgruppenleiter an der Ulmer Uniklinik für Innere Medizin III, nun weiter aufgeklärt. Ihre in "Nature" veröffentlichten Erkenntnisse sind nicht nur bedeutend für die Behandlung des Myelodysplastisches Syndroms, sondern auch für die Medikamentenentwicklung. Zudem haben die Forscher einen Weg gefunden, um Substanzen wie Lenalidomid in Mauszellen zu untersuchen. 


Dr. Jan Krönke forscht an der Ulmer Universitätsklinik für Innere Medizin III
Foto: Uniklinik Ulm


Als Wirkstoff im Schlafmittel Contergan hat Thalidomid traurige Berühmtheit erlangt: Vor mehr als 50 Jahren kamen unzählige Babys mit Fehlbildungen zur Welt, weil ihre Mütter Contergan in der Schwangerschaft eingenommen hatten.

Doch der Wirkstoff hat eine zweite Seite: 

Seit Ende der 1990er Jahre wird er erfolgreich gegen schwer zu behandelnde Krebserkrankungen des Knochenmarks wie das Multiple Myelom oder das Myelodysplastisches Syndrom (MDS) mit Verlust von Chromosom 5q eingesetzt.

Wie genau die immunomodulatorischen Arzneistoffe Thalidomid und sein Nachfolger Lenalidomid wirken, hat Dr. Jan Krönke bei einem dreijährigen Aufenthalt am Brigham and Women’s Hospital/Harvard Medical School und an der Ulmer Universitätsklinik für Innere Medizin III erforscht. Ihre neuesten Erkenntnisse zur Wirkweise beim MDS haben die Wissenschaftler um Krönke und Professor Benjamin L. Ebert in der renommierten Zeitschrift „Nature“ veröffentlicht.

Anzeichen einer Anämie, Blutungen vom Zahnfleisch bis zum Magen-Darmtrakt sowie häufige Infektionen: Diese Symptome können auf das Myelodysplastische Syndrom hinweisen, aus dem sich schlimmstenfalls eine akute Leukämie entwickelt.

Der Arzneistoff Lenalidomid verbessert den Zustand vieler Patienten. Doch bis vor rund einem Jahr war die Wirkweise von Lenalidomid und seiner Analoga (Thalidomid, Pomalidomid) völlig unbekannt: Jan Krönke und seine Forscherkollegen konnten 2014 nachweisen, dass der Wirkstoff an die so genannte Cereblon Ubiquitin-Ligase bindet – dabei handelt es sich um die „Protein-Müllabfuhr“ der Zelle. So werden die Eiweiße Ikaros und Aiolos, von denen beispielsweise die Krebszellen des Multiplen Myeloms abhängen, gezielt abgebaut.

Aber wie wirkt das Medikament beim Myelodysplastisches Syndrom, bei dem nur eine Kopie des Chromosoms 5q vorhanden ist? Mit Proteinanalysen, molekularbiologischen Untersuchungen und im Mausmodell haben die Forscher nach weiteren Substraten der Cereoblon Ubiquitin Ligase gesucht, die durch Lenalidomid reguliert werden.

Das Ergebnis: Der Arzneistoff bewirkt die gezielte Markierung und den Abbau des Proteins Casein Kinase 1A (CK1A) über die Cereblon Ubiquitin Ligase.  

Da das CK1A-Gen auf dem verlorenen Chromosom 5q liegt, verfügen die MDS-Zellen ohnehin über geringe Mengen des fraglichen Proteins und sind somit besonders empfindlich gegenüber Lenalidomid.

„Demnach nutzt Lenalidomid gezielt den Verlust eines Gens in den Krebszellen aus, um diese zu töten“, erklärt der Emmy Noether-Nachwuchsgruppenleiter Krönke.

Die Gruppe konnte zudem nachweisen, dass ausschließlich Lenalidomid – und nicht die Analoga – den gewünschten Effekt bei der Knochenmarkserkrankung hat. Dies ist bedeutend für die Entwicklung neuer, ähnlich wirkender Medikamente, die gezielt krankheitsrelevante Proteine abbauen. Denn offenbar verändern kleinste chemische Modifikationen die Wirkung des Ausgangs-Arzneistoffs Thalidomid.

Im Zuge ihrer Untersuchungen hat die deutsch-amerikanische Forschergruppe erstmals Experimente mit Lenalidomid in Mauszellen durchgeführt. Zuvor war dies unmöglich, da Mäuse natürlicherweise resistent gegenüber den Wirkungen von Thalidomid/Lenalidomid sind. So hatten auch Tests an Nagern in den 50-er Jahren keine Hinweise auf die fatalen Nebenwirkungen von Contergan ergeben. Durch genetische Veränderungen am Zielprotein Cereblon gelang es nun, die Mauszellen gegenüber Lenalidomid zu sensitivieren, was künftig weitere Untersuchungen im Mausmodell ermöglicht.

Insgesamt konnten die Autoren, darunter auch der Ulmer Heisenberg-Professor Lars Bullinger (ebenfalls Universitätsklinik für Innere Medizin III), erstmals den Wirkmechanismus des Thalidomid-Analogons Lenalidomid bei der Knochenmarkserkrankung MDS zeigen. Außerdem haben sie einen Weg gefunden, diese Substanzen erstmals in Mauszellen zu untersuchen. Ihre Arbeiten wurden von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) über das Emmy Noether-Programm von Jan Krönke und den Sonderforschungsbereich 1074 „Experimentelle Modelle und klinische Translation bei Leukämien“ gefördert. Weiterhin unterstützte das Else Kröner Fresenius Kolleg Ulm und es bestand eine Kooperation mit der Firma Celgene, Hersteller von Thalidomid und Lenalidomid.

Jan Krönke, Emma C. Fink, Paul W. Hollenbach, Kyle J. MacBeth, Slater N. Hurst, Namrata D. Udeshi, Philip P. Chamberlain, D. R. Mani, Hon Wah Man, Anita K. Gandhi, Tanya Svinkina, Rebekka K. Schneider, Marie McConkey, Marcus Jära, Elizabeth Griffiths, Meir Wetzler, Lars Bullinger, Brian E. Cathers, Steven A. Carr, Rajesh Chopra & Benjamin L. Ebert. Lenalidomide induces ubiquitination and degradation of CK1a in del(5q) MDS. Nature. doi:10.1038/nature14610

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