Prof. Dr. Ulrich Hacker: Entzündungsreaktion und Muskelqualitäten bei Tumorpatienten

Medizin am Abend Berlin - MaAB-Fazit: Bei fortgeschrittenen Tumorerkrankungen: Entzündungsreaktion im Blut ist der treibende Faktor

Welche Faktoren haben einen Einfluss auf die Lebenserwartung von Patient:innen mit Magenkrebs im fortgeschrittenen Stadium? 

• Wissenschaftler:innen der Universitätsmedizin Leipzig haben herausgefunden, dass die Entzündungsreaktion im Körper mit einer reduzierten Qualität der Muskulatur bei den Betroffenen einhergehen und letztlich den entscheidenden Faktor für die Prognose darstellen. 

Die Ergebnisse wurden im Fachmagazin Annals of Oncology veröffentlicht. 

Die Entzündungswerte im Blut spielen laut aktueller Studie eine wichtige Rolle bei fortgeschrittenen Krebserkrankungen. Colourbox

Eine Forschungsgruppe der Universitätsmedizin Leipzig, unter der Leitung von Prof. Dr. Ulrich Hacker, hat zusammen mit Wissenschaftler:innen der Masaryk-Universität in Brünn/Tschechien untersucht, was die Lebenserwartung von Patient:innen mit Magenkrebs in einem fortgeschrittenen Stadium beeinflusst. In die Auswertung gingen Daten von über 500 Betroffenen ein, die vor einigen Jahren innerhalb einer klinischen Studie behandelt worden waren.

Für die Analyse nutzten sie bestimmte Laborwerte im Blut, die eine Entzündungsreaktion im Körper anzeigen sowie Messwerte zur Muskelqualität. 

„Aus unseren Befunden kann geschlussfolgert werden, dass bei aggressiven, fortgeschrittenen Tumorerkrankungen, wie am Beispiel des Magenkarzinoms, die Entzündungsreaktion im Blut der treibende Faktor für das Krankheitsgeschehen ist. 

• Das hängt eng mit der Ausbildung einer Sarkopenie, einem Verlust von Muskelmasse und -qualität, zusammen“, erklärt Prof. Hacker, Oberarzt am Universitätsklinikum Leipzig. 

• Zudem fanden die Mediziner:innen heraus, dass bei Patient:innen, die im Rahmen der Studie mit einer Chemotherapie behandelt wurden und bei denen die Erkrankung nicht weiter fortgeschritten ist, der gemessene Entzündungswert im Blut deutlich zurückgegangen ist.

In der wissenschaftlichen Diskussion wurde den Muskelparametern bisher ein großer Stellenwert mit Blick auf die Prognose zugeschrieben und daraus die Hypothese abgeleitet, dass Maßnahmen zur Verbesserung der Muskulatur die Lebenserwartung von Tumorpatienten verbessern könnten. 

Zumindest für fortgeschrittene Tumorerkrankungen, wie in der vorliegenden Studie, zeigt sich nun, dass die Entzündungsreaktionen führend sind. 

„Wir weisen nach, dass die Entzündungswerte im Blut und die Sarkopenie eng zusammenhängen. Entgegen unserer Ergebnisse einer vorherigen Studie wissen wir nun, dass die Muskelqualität als Faktor nicht ausschlaggebend für die Lebenserwartung der Patient:innen mit fortgeschrittenem Magenkrebs ist“, fasst Prof. Hacker die Kernaussage der Forschung zusammen und fügt hinzu: „Die Beeinflussung der Entzündungsreaktion stellt sich als zentraler Angriffspunkt heraus, um sowohl die Prognose als auch die Sarkopenie zu verbessern.“

Körperliches Training und vor allem Maßnahmen zur Verbesserung der Ernährung werden oft von den Expert:innen zur Behandlung einer Sarkopenie vorgeschlagen. 

„Es ist aber auch bekannt, dass Ernährungsmaßnahmen nicht gut anschlagen, wenn Entzündungswerte im Blut vorliegen. 

Die aktuellen Studiendaten weisen darauf hin, dass eine wirksame Tumortherapie die Entzündungsreaktionen reduziert und damit eine gute Grundlage für wirksame Maßnahmen im Ernährungsbereich legen könnte“, sagt Prof. Hacker.

In künftigen Studien müsse geklärt werden, ob die Befunde auf andere Tumorarten übertragbar seien und wie sich unterschiedliche Tumortherapien oder andere Behandlungen auf die Entzündungsreaktionen im Blut auswirken.

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Originalpublikation:

Modified Glasgow prognostic score (mGPS) is correlated with sarcopenia and dominates the prognostic role of baseline body composition parameters in advanced gastric and esophagogastric junction cancer patients undergoing first-line treatment from the phase III EXPAND trial. doi:10.1016/j.annonc.2022.03.274 https://doi.org/10.1016/j.annonc.2022.03.274

 

Dr. Markus Langer: Einflüsse von Alltags-Stress in der Stimme: Cortisolspiegel und Stimmdaten – also Höhe, Geschwindigkeit, Lautstärke

Medizin am Abend Berlin - MaAB-Fazit: Höher, schneller, lauter: Studie zeigt, wie Stress im Job die Stimme verändert

Zeitdruck, eine Abfuhr vom Chef, ständige Ablenkung: 

Im Berufsleben gibt es viele Faktoren, die Stress auslösen. 

Stress objektiv nachzuweisen, ist allerdings gar nicht so einfach. 

Psychologinnen und Psychologen der Universität des Saarlandes konnten nun Einflüsse von Alltags-Stress in der Stimme messen. 

Damit haben sie möglicherweise einen Weg gefunden, Stress besser aufzuspüren, um ihn besser bewältigen zu können. 

Die Studie wurde im Fachmagazin „Psychological Science“ veröffentlicht. 

Dr. Markus Langer Thorsten Mohr Universität des Saarlandes/Thorsten Mohr

Die Uhr tickt gnadenlos, seit Wochen bereitet der Mitarbeiter den Projektbericht vor, den er morgen der Geschäftsführung präsentieren soll. Seine Abteilungsleiterin macht Druck, weil sie den Bericht vorher nochmal lesen möchte, und unentwegt klingelt das Telefon, weil weitere Kunden Details zum Stand ihrer eigenen Projekte haben möchten. Klingt nach Stress, ist es für die meisten auch. Denn nur wenige Zeitgenossen dürften in solchen Situationen gelassen bleiben. Doch auch in normalen Arbeitssituationen kann Stress entstehen, den man oft nicht so leicht entdeckt. Manche sind belastbarer als andere, die bereits während der normalen Arbeitsroutine schnell Stress empfinden. Dennoch ist der Stress da, und er sorgt im schlimmsten Fall für psychische und körperliche Probleme. Das ist schlecht für die Betroffenen selbst, aber auch für die Arbeitgeber, denn sie bezahlen viel Geld für Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter, die nicht die volle Leistung bringen können.

Doch Stress tatsächlich objektiv zu messen, sagen zu können: „Diese Person hat Stress, die in der Nachbarabteilung jedoch nicht“, das war bisher gar nicht so leicht. Bisher war das zum Beispiel möglich, indem man den Cortisolspiegel durch einen Abstrich im Mund misst. 

In der Forschung gab es außerdem Experimente mit Freiwilligen, deren Hand zeitweise in eisgekühltes Wasser getaucht wurde, um Stress über körperlichen Schmerz zu simulieren. 

Im Anschluss konnte man ein gewisses Stressniveau in der Stimme feststellen. 

„Es gab auch Auswertungen der Stimmen von Piloten, kurz vor einem Flugzeugabsturz. Deren Stimmen haben Stressanzeichen gezeigt, was vielleicht nicht weiter überraschend ist“, erklärt Dr. Markus Langer vom Lehrstuhl für Arbeits- und Organisationspsychologie der Universität des Saarlandes. Insbesondere dieses letzte, extreme Beispiel zeigt: Die bisherigen Untersuchungen waren alles, aber nicht alltäglich.

Markus Langer und ein Team aus weiteren Psychologinnen und Psychologen des Lehrstuhls von Professor Cornelius König konnten diese Wissenslücke nun füllen: Sie haben mit der Hilfe von 111 berufstätigen Probanden eindeutige Zusammenhänge zwischen tatsächlichem Alltagsstress auf der Arbeit und Veränderungen in der Stimme messen können. „Wir konnten anhand von Sprachnachrichten, die die Teilnehmer uns eine Woche lang jeden Abend nach ihrer Arbeit geschickt haben, leichte Stimmveränderungen nachweisen, wenn sie einen stressigen Tag hatten. Dabei haben wir auch nach Stressoren, also beispielsweise zu vielen Terminen, Konflikte, Zeitdruck, gefragt.“

Gaben die Studienteilnehmer an, an einem Tag tatsächlich von einem Termin in den anderen gehetzt zu sein oder vom Chef einen Rüffel bekommen zu haben, konnten die Wissenschaftler um Markus Langer signifikante Veränderungen in der Stimme messen: „Zum einen stieg die Intensität der Stimme, das heißt, die Menschen haben etwas lauter gesprochen. Darüber hinaus war die Stimme höher, und sie haben schneller gesprochen als üblich“, erklärt der Psychologe.

Um das festzustellen, haben die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler die physikalisch messbaren Stimmdaten – also Höhe, Geschwindigkeit, Lautstärke – jedes einzelnen Sprechers über die Woche gemittelt und dann Abweichungen zu diesem Mittelwert pro Tag gemessen. „Die kleinen Veränderungen, die wir so messen konnten, sind oft für menschliche Ohren gar nicht auffällig, aber im Computer sind die Unterschiede signifikant messbar“, fasst Markus Langer zusammen. So spricht jemand beispielsweise im Mittel mit 60 Dezibel Lautstärke bzw. Schalldruck. Wenn die Person gestresst ist, hingegen mit 61 Dezibel. Dieser Unterschied fällt Menschen eher nicht auf, sehr wohl kann aber eine Software diesen erkennen.

Die Antwort auf Frage „Fühlen Sie sich gestresst?“, welche ebenfalls gestellt wurde, zeigte übrigens keinen Zusammenhang mit dem in der Stimme nachgewiesenen Stresslevel. Das zeigt, dass die eigene Wahrnehmung sich oft nicht hundert Prozent mit dem tatsächlichen Zustand deckt. „Das ist eine wichtige Erkenntnis, denn: Fragt man die Leute, ob sie gestresst sind, sagen viele ‚Ach, nein, das geht schon‘, obwohl es schon längst an der Zeit wäre, etwas an der Arbeitsorganisation zu ändern. Oft ist das Belastungslevel dann schon so hoch, dass die Personen nicht mehr wirklich mit dem täglichen Stress umgehen können – bis hin zu Fällen, die dann schon fast im klinischen Bereich anzusiedeln sind“, erläutert Markus Langer die drohenden gesundheitlichen Folgen von Stress, der nicht richtig wahrgenommen wird.

Künftig könnte dieser Ansatz, Stress über die Stimme objektiv messen zu können, ein Weg sein, um für weniger Stress im Arbeitsumfeld und damit gesündere Arbeit zu sorgen. 

Mikrofone und Aufzeichnungsmöglichkeiten sind inzwischen ja überall, sei es im Handy, im Headset, am Bürotelefon, in „smarten“ Lautsprechern zuhause und so weiter. Datenschutzprobleme, ethische Fragestellungen und Missbrauchsmöglichkeiten müssten hier natürlich an erster Stelle ausgeräumt werden, „schließlich liefert die Stimme als Biomarker sehr sensible Daten“, weiß auch Markus Langer. Falls sich jedoch eine Methode findet, diese Risiken auszuschließen, gäbe es neue Möglichkeiten, Stress zu erforschen und letzten Endes auch zu vermeiden.

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Originalpublikation:

Langer M, König CJ, Siegel R, et al. Vocal-Stress Diary: A Longitudinal Investigation of the Association of Everyday Work Stressors and Human Voice Features. Psychological Science. May 2022. doi:10.1177/09567976211068110

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Prof. Dr. Dr. Monique M. B. Bretele: Die Menopausen bei Frauen - Ausmaß bestimmter Hirnschäden: Risikofaktoren für Demenz und Schlaganfall

Medizin am Abend Berlin - MaAB.Fazit: Mehr Schäden im Gehirn bei älteren Frauen als bei gleichaltrigen Männern

• Nach der Menopause ist bei Frauen das Ausmaß bestimmter Hirnschäden größer als bei gleichaltrigen Männern. 

Zu diesem Schluss kommen Forschende des DZNE aufgrund der Untersuchung von mehr als 3.400 Erwachsenen im Rahmen der Bonner Rheinland Studie. 

Ein Team um die Neurowissenschaftlerin Monique Breteler berichtet darüber in Neurology®, dem Medizinjournal der Amerikanischen Akademie für Neurologie. 

Die untersuchten Gewebeschäden gelten als mögliche Risikofaktoren für Demenz und Schlaganfall.

 Die aktuellen Befunde unterstreichen die Bedeutung einer geschlechtsspezifischen Medizin.

Insbesondere bei älteren Erwachsenen sind auf Aufnahmen des Gehirns, die per Magnetresonanztomografie (MRT) erstellt wurden, helle Flecken zu erkennen. 

• Diese Flecken weisen auf Auffälligkeiten in der sogenannten weißen Hirnsubstanz hin, einem Bereich des Gehirns, der aus Nervenfasern besteht und unterhalb der Großhirnrinde im Inneren des Gehirns liegt.

 Im Fachjargon spricht man von „White Matter Hyperintensities“. 

„Das sind Anzeichen von Gewebeschäden, die mit Durchblutungsstörungen, erhöhtem Blutdruck, Schlaganfall und kognitiven Beeinträchtigungen in Verbindung gebracht werden“, erläutert die Neurowissenschaftlerin Valerie Lohner, Erstautorin der aktuellen Fachveröffentlichung. 

„Man weiß, dass diese Anomalien im Hirngewebe mit dem Alter zunehmen. 

Unsere Untersuchungen zeigen nun Unterschiede zwischen Männern und Frauen. 

Das wurde schon länger diskutiert, die Datenlage war aber nicht eindeutig. Wir haben daher einen größeren Personenkreis und eine größere Altersspanne erfasst als bisherige Studien.

Bei Frauen vor der Menopause fanden wir keine signifikanten Unterschiede zu gleichaltrigen Männern. 

Die Sachlage ändert sich jedoch nach der Menopause.

Das betrifft also jene Frauen, die ihre letzte Regelblutung bereits hatten.

Bei ihnen waren die Schäden an der weißen Hirnsubstanz ausgedehnter als bei Männern im gleichen Alter.“

Daten der Rheinland Studie

Diese Befunde beruhen auf Untersuchungen der sogenannten Rheinland Studie, einer großangelegten Populationsuntersuchung des DZNE im Bonner Stadtgebiet. Valerie Lohner wertete gemeinsam mit Fachkolleginnen und -kollegen des DZNE die Daten von fast 2.000 Frauen und mehr als 1.400 Männern aus. Deren Alterspanne lag zwischen 30 und 95 Jahren, das mittlere Alter bei etwa 54 Jahren. Neben Unterschieden zwischen den Geschlechtern registrierten die Forschenden generell ein größeres Ausmaß an Anomalien in der weißen Hirnsubstanz bei Probanden mit Bluthochdruck. Dies deckt sich mit vorherigen Untersuchungen.

Geschlechtsspezifische Medizin

• „Unsere Studienergebnisse zeigen, dass Frauen, bei denen die Menopause bereits begonnen hat, anfälliger für Veränderungen an den Hirngefäßen und damit für Hirnerkrankungen sind als Frauen vor der Menopause, selbst wenn sie ein ähnliches Alter haben. 

Schäden an der weißen Hirnsubstanz führen nicht zwangsläufig zu Demenz oder Schlaganfall, sie erhöhen jedoch das Risiko dafür“, so Prof. Dr. Dr. Monique M. B. Breteler, Leiterin der Rheinland Studie und Direktorin für Populationsbezogene Gesundheitsforschung am DZNE. 

„Unsere Befunde zeigen außerdem, dass man bei der Beurteilung dieser Gehirnschäden spezifische Unterschiede zwischen Männern und Frauen berücksichtigen sollte. 

Dies unterstreicht die Relevanz geschlechtsspezifischer Forschung und Therapie.“

Ursachen unklar

Die Ursachen für diese Unterschiede zwischen den Geschlechtern sind unklar. Schon länger wird darüber spekuliert, dass das Hormon Östrogen eine schützende Wirkung haben könnte, die im Alter verloren geht, weil der weibliche Organismus dessen Produktion mit den Wechseljahren nach und nach einstellt. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Rheinland Studie konnten in ihren Daten allerdings keinen Einfluss einer Therapie feststellen, die den Hormonmangel ausgleicht: 

Frauen nach der Menopause, die regelmäßig Hormonpräparate einnahmen, waren im Durchschnitt ähnlich stark von Anomalien der weißen Hirnsubstanz betroffen wie Frauen nach der Menopause, die keine Hormone zu sich nahmen. 

„Es ist unklar, ob die hormonelle Umstellung im Zuge der Menopause ein entscheidender Faktor ist oder ob Faktoren, die mit dem Einsetzen der Menopause zusammenhängen, eine Rolle spielen. 

Diesem Thema werden wir in der Rheinland Studie weiter nachgehen“, so Breteler.

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Über das Deutsche Zentrum für Neurodegenerative Erkrankungen (DZNE)
Das DZNE ist ein von Bund und Ländern gefördertes Forschungsinstitut, das bundesweit zehn Standorte umfasst. Es widmet sich Erkrankungen des Gehirns und Nervensystems wie Alzheimer, Parkinson und ALS, die mit Demenz, Bewegungsstörungen und anderen schwerwiegenden Beeinträchtigungen der Gesundheit einhergehen. Bis heute gibt es keine Heilung für diese Erkrankungen, die eine enorme Belastung für unzählige Betroffene, ihre Familien und das Gesundheitssystem bedeuten. Ziel des DZNE ist es, neuartige Strategien der Vorsorge, Diagnose, Versorgung und Behandlung zu entwickeln und in die Praxis zu überführen. Dafür kooperiert das DZNE mit Universitäten, Universitätskliniken und anderen Institutionen im In- und Ausland. Das Institut ist Mitglied der Helmholtz-Gemeinschaft und zählt zu den Deutschen Zentren der Gesundheitsforschung. https://www.dzne.de

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Originalpublikation:

Relation between sex, menopause, and white matter hyperintensities: the Rhineland Study, Valerie Lohner et al., Neurology®, the medical journal of the American Academy of Neurology (2022), URL: https://n.neurology.org/lookup/doi/10.1212/WNL.0000000000200782

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Prof. Dr. Andreas Hocke: COVID-19-Infektion und der damit manchmal einhergehenden Lungenentzündung und Lungenschädigung

Medizin am Abend Berlin - MaAB-Fazit: SARS-CoV-2-Studie zum Infektionsmechanismus in den Lungenbläschen

Charité-Forschende simulieren Coronainfektion an menschlichen Lungen und Organoiden

Einer Berliner Forschungsgruppe unter Leitung der Charité – Universitätsmedizin Berlin ist es gelungen, die Infektion mit SARS-CoV-2 an menschlichen Lungen zu simulieren und somit zentrale Erkenntnisse zum Infektionsmechanismus zu generieren. 

Anhand von im Labor kultivierten, lebenden Lungenproben zeigt sie, dass der COVID-19-Erreger in nur sehr begrenztem Maß in der Lage ist, die Zellen der menschlichen Lungenbläschen direkt zu infizieren. 

Hingegen wird der überwiegende Teil der in die Lunge gelangten Viren von Makrophagen – Zellen der angeborenen Immunabwehr – direkt aufgenommen und löst in diesen eine gezielte Immunaktivierung aus. 

Die Ergebnisse sind jetzt im Fachmagazin European Respiratory Journal* erschienen.

Nach wie vor forschen Wissenschaftler:innen weltweit daran, den Mechanismus hinter einer COVID-19-Infektion und der damit manchmal einhergehenden Lungenentzündung und Lungenschädigung besser zu verstehen. 

Forschende der Charité, des Berlin Institute of Health in der Charité (BIH), des Max-Delbrück-Centrums für Molekulare Medizin in der Helmholtz-Gemeinschaft (MDC), des Robert Koch-Instituts und der Freien Universität Berlin haben jetzt die Vermehrung und Immunaktivierung von SARS-CoV-2-Viren in menschlichen Lungen analysiert. 

Spezifisch haben sie dafür die Zellen der menschlichen Lungenbläschen, auch Alveolen genannt, sowie die Alveolarmakrophagen in den Blick genommen.  

• Diese Fresszellen unseres angeborenen Immunsystems vernichten fremde Partikel, darunter auch Infektionserreger wie Viren und Bakterien, und sorgen so für die Reinigung der Lunge.

Unter der Leitung von Prof. Dr. Andreas Hocke von der Medizinischen Klinik mit Schwerpunkt Infektiologie und Pneumologie der Charité hat das Forschungsteam herausgefunden, dass SARS-CoV-2 nur sehr wenige Epithelzellen, die die Oberfläche der Lungenbläschen auskleiden, infiziert und damit auch nur einen sehr geringen, direkten Gewebeschaden verursacht. 

Das stellt einen entscheidenden Unterschied etwa zu MERS-Coronaviren oder Influenzaviren dar. 

Gleichzeitig konnten die Wissenschaftler:innen belegen, dass der für SARS-CoV-2 notwendige ACE2-Rezeptor, der als Einstiegspforte für die Viren dient, in nur sehr wenigen Alveolarepithelzellen nachweisbar ist. 

Das ergaben umfangreiche Analysen mittels spektraler Mikroskopie.

„Wir konnten die direkte Abhängigkeit von SARS-CoV-2 zu seinem Rezeptor in menschlichen Lungen sowie in Lungenorganoiden – das sind Modelle menschlicher Lungenbläschen, die wir aus Stammzellen des Lungengewebes gewonnen haben – zeigen und damit andere, alternative Rezeptoren ausschließen“, erklärt die Erstautorin der Studie Dr. Katja Hönzke von der Medizinischen Klinik mit Schwerpunkt Infektiologie und Pneumologie. 

• Gelangen große Virusmengen aus dem oberen Atemweg in die Lungenbläschen, so vermehren sich diese demnach nicht in hohem Maß in den ansässigen Epithelzellen der Lunge, wie das bei anderen schweren Virusinfektionen oft der Fall ist, sondern werden direkt von den Fresszellen aufgenommen. 

 „Wir haben mit detaillierten bioinformatischen Analysen sowie anhand von Autopsiegewebe von an COVID-19 verstorbenen Personen gesehen, dass sich die Fresszellen durch die Aufnahme der Coronaviren verändern“, sagt der zweite Erstautor der Studie Dr. Benedikt Obermayer-Wasserscheid vom BIH. 

• Diese Wandlungen lösen wiederum unterschiedliche Reaktionen im Rahmen der Lungenentzündung aus: 

• Die Fresszellen geben Entzündungsbotenstoffe ab und können zum Teil sehr starke Entzündungskaskaden anstoßen. 

Ebenso beobachteten die Forschenden, dass sich das Virus in den Immunzellen nicht vermehrt.

Prof. Hocke ordnet die Ergebnisse ein:

 „Unsere Studie deutet darauf hin, dass schwere Lungenschäden bei COVID-19 eher auf eine durch Makrophagen ausgelöste Immunaktivierung als auf eine direkte Zerstörung der Lungenbläschen durch das Virus zurückzuführen sind. 

Damit trägt sie wesentlich zum Verständnis der Entstehung von COVID-19 in der Frühphase einer möglichen Lungenentzündung bei und zeigt, warum SARS-CoV-2, im Gegensatz zu MERS-Coronaviren, in der Mehrzahl der Fälle einen eher moderaten Verlauf aufweist.“ 

• Es lässt sich also davon ausgehen, dass die lokalen Immunmechanismen im Atemgewebe die SARS-CoV-2-Viren in den allermeisten Fällen sehr effizient beseitigen und die Entzündungsreaktion begrenzen. 

Geschieht das nicht, was möglicherweise durch individuelle Risikofaktoren beeinflusst wird, können in seltenen Fällen schwere und tödliche Verläufe entstehen. 

Prof. Hocke führt weiterhin aus: 

„Unsere eingesetzten Lungenmodelle zeigen in hervorragender Weise, wie Alternativen zu Tiermodellen, die auf menschlichen Zellen basieren, insbesondere bei der Erforschung zoonotischer Erkrankungen eingesetzt werden können. Das ist uns in enger Zusammenarbeit mit Charité 3R, unserer Einrichtung zur Entwicklung von Alternativen zu Tierversuchen, gelungen.“

Im Zentrum nachfolgender Arbeiten sollen nun Untersuchungen an patientenindividuellen Organoidmodellen folgen, um so den Einfluss von allgemeinen Risikofaktoren wie Alter, Geschlecht, Begleiterkrankungen und anderen Medikationen auf die Aktivierung der Entzündungsantwort vertiefend zu analysieren. 

Mit diesen Kenntnissen ließen sich dann mögliche Therapieansätze, die auf das Immunsystem abzielen, identifizieren.

Über die Studie
Gefördert wurde die Arbeit durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) im Sonderforschungsbereich „Angeborene Immunität der Lunge“ (SFB-TR84), der Einstein Stiftung Berlin (Einstein-Zentrum 3R) sowie im Rahmen des Verbundprojektes „Organspezifische Stratifikation bei COVID-19“ (Organo-Strat) durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF). Das Verbundprojekt ist Teil des Netzwerks Universitätsmedizin (NUM), das von der Charité initiiert wurde und koordiniert wird. Das NUM vereint die Kräfte der 36 Universitätsklinika in Deutschland.

*Hönzke K, Obermayer B, Mache C, et al. Human lungs show limited permissiveness for SARS-CoV-2 due to scarce ACE2 levels but virus-induced expansion of inflammatory macrophages. European Respiratory Journal (2022). doi: 10.1183/13993003.02725-2021

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Deutschland
Berlin

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Originalpublikation:

doi: 10.1183/13993003.02725-2021

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Professorin Dr. Beate Sodeik: Die Vermehrung von Herpesviren http://www.RESIST-cluster.de

Medizin am Abend Berlin - MaAB-Fazit: Ein Schritt auf dem Weg zu besseren Therapien gegen Viren

Forschende der MHH und von RESIST zeigen, wie ein Zell-Protein der angeborenen Immunantwort die Vermehrung von Herpesviren verhindert 

 

 

 

 Eine elektronenmikroskopische Aufnahme. Illustriert ist, wie das Herpesvirus vom Protein MxB (blauer Handschuh) attackiert wird. Copyright: Manutea Serrero & Beate Sodeik, Virology, Hannover Medical School, Germany. 

Die meisten Körperzellen können sich gegen Viren wehren, nachdem sie von körpereigenen Botenstoffen (Interferonen) aktiviert wurden. 

Das geschieht mit Hilfe von Proteinen, die eindringende Virusbestandteile erkennen und die Virusvermehrung stören. 

Eins dieser Proteine ist das Myxovirus-Resistenzprotein B (MxB). 

Es kann viele Viren hemmen, zum Beispiel HI- und Herpesviren. Doch bisher war nicht klar, wie es das macht.

Nun hat ein Team um Dr. Manutea Serrero und Professorin Dr. Beate Sodeik vom Institut für Virologie der Medizinischen Hochschule Hannover (MHH) im Rahmen eines Projekts des Exzellenzclusters RESIST neue Erkenntnisse zu den Wechselwirkungen zwischen MxB und Herpesviren erforscht und in der Fachzeitschrift eLife veröffentlicht. Zu diesem interdisziplinären Team gehören Forschende der TU München, des Universitätsklinikums Freiburg, der Princeton University (USA) sowie der University of Oxford (UK). Das Team hat mit seiner Arbeit möglicherweise den Anfang einer Erfolgsgeschichte auf dem Weg zu neuen Wirkstoffen gegen Herpesviren gemacht.

MxB kann den Schutz der Viren zerstören

„Wir konnten mittels biochemischer Experimente erstmalig zeigen, dass MxB die erstaunliche Fähigkeit hat, die hochstabilen schützenden Kapside von Herpesviren anzugreifen und zu zerlegen.  

Die Kapside umschließen das Genom der Viren und bewahren es so vor der zelleigenen Abwehr“, sagt Professorin Sodeik. 

Die Arbeiten fanden mit Herpes-Simplex-Viren statt, die unter anderem Lippen- und Genitalherpes auslösen, und mit Varizella-Zoster-Viren, Verursacher von Windpocken und Gürtelrose. 

In weiteren Studien wird nun die Wirkung von MxB auf die Kapside anderer Herpesviren untersucht, beispielsweise auf das Zytomegalievirus und das Epstein-Barr-Virus.

Bisher arbeitet das Team mit zellfreien Methoden und mit Proteingemischen, die nach der Auflösung der Zellmembranen entstehen, und die aktive oder mutierte, inaktives MxB-Proteine enthalten. 

„Nun untersuchen wir, ob MxB auch in intakten, infizierten Zellen die Kapside zerlegen kann und in welchen Zelltypen dieser Mechanismus von den Interferonen aktiviert wird“, erläutert Professorin Sodeik.

Dazu entwickelt das Team Methoden, um Viruspartikel herzustellen, bei denen sowohl die Kapside als auch die viralen Genome markiert sind. 

Mit diesen Viren werden dann MxB-haltige Zellen infiziert und untersucht, bei welchen Stadien im Infektionszyklus das Zellprotein MxB die markierten Kapside angreift und ob die markierten Genome aus den zerlegten Kapsiden freigesetzt werden. „Ein besseres molekulares Verständnis für diesen Interferon-induzierten Verteidigungsmechanismus gegen Herpesviren kann vielleicht genutzt werden, um neue Behandlungen gegen Herpesviren zu entwickeln, welche an den Kapsiden angreifen“, sagt die Forscherin.

RESIST – Forschen für die Schwächsten

Im von der MHH geleiteten Exzellenzcluster RESIST (Resolving Infection Susceptibility) arbeiten mehr als 50 Forschungsteams an einem Ziel: Sie wollen es ermöglichen, dass besonders anfällige Menschen besser vor Infektionen geschützt werden können, beispielsweise Neugeborene. Zu RESIST gehören in der Klinik tätige Ärztinnen und Ärzte, denen die Situation der Patientinnen und Patienten sehr vertraut ist, sowie Grundlagenwissenschaftlerinnen und -wissenschaftler, die Krankheitserreger und deren Zusammenwirken mit dem Immunsystem bis ins kleinste Detail erforschen. RESIST besteht aus sechs Partner-Institutionen. Sprecher ist Professor Dr. Thomas Schulz, Leiter des MHH-Instituts für Virologie. Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) fördert RESIST. 

Weitere Informationen über den Exzellenzcluster RESIST erhalten auf der Homepage 

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Stefan Zorn Medizinische Hochschule Hannover

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Professorin Dr. Beate Sodeik,

Sodeik.Beate@mh-hannover.de 

 Telefon (0511) 532-2846.

Die Originalarbeit „The interferon-inducible GTPase MxB promotes capsid disassembly and genome release of herpesviruses” finden Sie hier: https://elifesciences.org/articles/76804

 

Prof. Dr. Stefan Schreiber: Chronisch entzündliche Erkrankungen von Haut, Darm, Gelenken und Lunge - Entzündungsmedizin - http://www.bestramed.de/

Medizin am Abend Berlin - MaAB-Fazit: Präzisionsmedizin bei chronischer Entzündung wird jetzt klinisch verfügbar

Beim internationalen klinischen Symposium des Exzellenzclusters PMI vom 1. und 2. Juli wurden mit 46 internationalen Experten diagnostische und therapeutische Fortschritte diskutiert

Die gute Nachricht ist: 

Für chronisch entzündliche Erkrankungen von Haut, Darm, Gelenken und Lunge gibt es heute eine Vielzahl sehr wirksamer Therapien. 

Das Problem ist, für den einzelnen Patienten die beste individuelle Therapie aus der Fülle an Optionen auszuwählen. 

Ein Patentrezept hierfür konnten auch die 46 eingeladenen Referentinnen und Referenten beim 8. Internationalen klinischen Symposiums des Exzellenzclusters „Precision Medicine in Chronic Inflammation“ (PMI) nicht geben. Aber sie gewährten Einblick in ihre Entscheidungsprozesse und teilten den aktuellen Stand der Forschung mit den etwa 500 Teilnehmern, die am 1. und 2. Juli ins Audimax der Kieler Universität gekommen waren oder die Fachtagung live im Internet verfolgten. Sie erlebten einen Dialog zwischen vier medizinischen Fächern (Darm, Haut, Lunge und Rheuma), die alle vier zu einer bestmöglichen Therapie ihrer Patientinnen und Patienten beitragen.

Gezielte Immuntherapien – hohe Wirksamkeit, weniger Nebenwirkungen

Die Fortschritte in der Entzündungsmedizin sind gewaltig. 

Früher waren Ärztinnen und Ärzte froh, wenn sie bei ihren Patientinnen und Patienten mit Rheuma, Schuppenflechte, Morbus Crohn oder Asthma zum Beispiel Gelenkbeschwerden, Hautauschlag, Durchfall oder Atemnot lindern konnten. 

Heute kann und will man mehr. 

Ziel ist eine komplette Krankheitskontrolle, damit Komplikationen und Folgeerkrankungen wie Diabetes, Herzinfarkt oder Krebs gar nicht erst entstehen. 

Bei chronisch-entzündlichen Darmerkrankungen zum Beispiel ist die vollständige Kontrolle des Krankheitsprozesses und nicht nur die Besserung das neue Ziel. 

„Wir machen im Moment durch eine bessere Anwendung von Biologika aber auch durch die Vielzahl neuer “gezielter” Therapien, die gerade zugelassen werden, so viele Fortschritte wie bei keiner anderen Erkrankungsgruppe“, betont Professor Stefan Schreiber, der Sprecher des Exzellenzclusters PMI und Direktor des Instituts für klinische Molekularbiologie (IKMB) der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU) und Direktor der Klinik für Innere Medizin I am Universitätsklinikum Schleswig-Holstein (UKSH), Campus Kiel. 

Mit zielgerichteten Therapien sei es möglich, das Immunsystem nur in dem Bereich auszubremsen, wo eine Fehlfunktion vorliege. „Wir müssen Immunreaktionen nicht mehr komplett unterbinden, um die Entzündungen zu reduzieren. 

Dadurch haben wir deutlich mehr Wirkung bei weniger Nebenwirkung“, ergänzt Professorin Bimba F. Hoyer, Rheumatologin an der Medizinischen Fakultät der CAU und Leiterin des Exzellenzzentrums für Entzündungsmedizin am UKSH, Campus Kiel.

Neue Medikamente – mehr Anspruch an die Wirkung

Seit dem Frühjahr des Jahres stehen erneut neue Tablettentherapien zur Verfügung, die das Immunsystem sehr gezielt beeinflussen. Bereits im Herbst kommen noch weitere Substanzen dazu. Für die langfristige Gesundheit von Patienten ist deren früher Einsatz im Krankheitsverlauf entscheidend, darüber waren sich die Expertinnen und Experten einig. Klar ist aber auch, die Therapie ist kompliziert und für den einzelnen Facharzt oder die einzelne Fachärztin ist das hierfür erforderliche Wissen kaum zu überblicken. Die moderne Entzündungsmedizin muss daher ein Gemeinschaftswerk sein. In Therapiekonferenzen mit vielen Professionen sollten solche Therapien ausgewählt und begleitet werden. Die Bildung eines Entzündungszentrums (mit allen Disziplinen unter einem Dach) und die gemeinsame Therapiekonferenz, die bereits vor Jahren am UKSH gegründet worden, sind Grundpfeiler einer modernen Entzündungsmedizin. Gerade die neuen Medikamente, die derzeit zugelassen werden, erfordern eine besondere Expertise für einen optimalen Einsatz.

Die Zukunft: Biomarker zur Therapiesteuerung

Entscheidend für den Erfolg dieser gezielteren Immuntherapien ist, dass bekannt ist, was genau im einzelnen Patienten die Entzündung antreibt und welcher Immunmechanismus gestört ist. 

In diesem Bereich gibt es noch viel Forschungsbedarf. Das wurde auch während des Symposiums klar. Schreiber: „Zukünftige wissenschaftliche Studien müssen viel mehr als jetzt das Individuum in den Mittelpunkt stellen. Ziel muss sein, für jeden Patienten seine oder ihre beste Therapie zu finden.“ Bisher erfolgt die Wahl der Therapie vor allem anhand der vorherrschenden klinischen Symptome, Begleiterkrankungen, dem Nebenwirkungsprofil der verschiedenen Medikamente oder Gegenanzeigen, der Anwendungsform (Tablette, subkutane Injektion oder Infusion) und auch der Therapiekosten.  

Es fehlen objektive und eindeutige Kriterien, die im Einzelfall für oder gegen eine bestimmte Therapieform sprechen.

 „Wir sind in einer schwierigen Situation und brauchen dringend Biomarker zur Therapiesteuerung“, betonte Professor Denis Poddubnyy, Leiter der Rheumatologie an der Charité – Universitätsmedizin Berlin, der zusammen mit Kollegen aus der Dermatologie und der Gastroenterologie darüber gesprochen hat, was in Sachen Biomarker zu erwarten ist. 

Auch in aktuellen Forschungen des Exzelllenzclusters wird nach solchen Markern gesucht, etwa in Gewebeproben der Darmschleimhaut, in Blutproben oder in der bakteriellen Besiedlung - dem Mikrobiom - von Haut, Darm oder Lunge, um Subtypen der Krankheiten zu definieren.

Erfolg durch fachübergreifende Zusammenarbeit

Ein anderer wichtiger Aspekt in der Entzündungsmedizin setzt sich zunehmend durch: der Austausch mit den Kolleginnen und Kollegen aus anderen Fachbereichen. 

Die Entzündung stoppt nicht an Organgrenzen. 

• Ein gutes Beispiel ist die Schuppenflechte (Psoriasis), die häufig auch zur Entzündung von Sehnen und Gelenken (Psoriasis-Arthritis) führt. 

• Egal wo sich die Entzündung anfangs bemerkbar macht, sie bleibt selten auf diesen Bereich beschränkt. 

Und am Ende gibt es häufig gemeinsame Stoffwechselstörungen, die dann das Leben begrenzen. 

Daher war auch das Cluster-Symposium als interdisziplinäre Tagung angelegt. Das Konzept kam sehr gut an. „Wir sollten mehr solcher interdisziplinären Panels haben und voneinander lernen“, sagte etwa Professor Costantino Pitzalis von der London School of Medicine. „Es war wunderbar.“

Der Exzellenzcluster „Präzisionsmedizin für chronische Entzündungserkrankungen/Precision Medicine in Chronic Inflammation“ (PMI) wird von 2019 bis 2025 durch die Exzellenzstrategie des Bundes und der Länder gefördert (ExStra). 

Er folgt auf den Cluster Entzündungsforschung „Inflammation at Interfaces“, der bereits in zwei Förderperioden der Exzellenzinitiative (2007-2018) erfolgreich war. An dem neuen Verbund sind rund 300 Mitglieder in acht Trägereinrichtungen an vier Standorten beteiligt: Kiel (Christian-Albrechts-Universität zu Kiel, Universitätsklinikum Schleswig-Holstein, Muthesius Kunsthochschule, Institut für Weltwirtschaft und Leibniz-Institut für die Pädagogik der Naturwissenschaften und Mathematik), Lübeck (Universität zu Lübeck, Universitätsklinikum Schleswig-Holstein), Plön (Max-Planck-Institut für Evolutionsbiologie) und Borstel (Forschungszentrum Borstel - Leibniz Lungenzentrum).

Ziel ist es, die vielfältigen Forschungsansätze zu chronisch entzündlichen Erkrankungen von Barriereorganen in ihrer Interdisziplinarität verstärkt in die Krankenversorgung zu übertragen und die Erfüllung bisher unbefriedigter Bedürfnisse von Erkrankten voranzutreiben. 

Drei Punkte sind im Zusammenhang mit einer erfolgreichen Behandlung wichtig und stehen daher im Zentrum der Forschung von PMI: 

die Früherkennung von chronisch entzündlichen Krankheiten, die Vorhersage von Krankheitsverlauf und Komplikationen und die Vorhersage des individuellen Therapieansprechens.

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Exzellenzcluster Präzisionsmedizin für chronische Entzündungserkrankungen
Wissenschaftliche Geschäftsstelle, Leitung: Dr. habil. Susanne Holstein
Postanschrift: Christian-Albrechts-Platz 4, D-24118 Kiel
Telefon: (0431) 880-4850, Telefax: (0431) 880-4894
Twitter: PMI @medinflame

Kerstin Nees
Telefon: (0431) 880 4682
E-Mail: kerstin.nees@hamburg.de
https://precisionmedicine.de
 

Prof. Dr. Stefan Schreiber
Klinik für Innere Medizin I, UKSH
Institut für Klinische Molekularbiologie, CAU Kiel, UKSH
Tel. 0431/500-15101
s.schreiber@mucosa.de

c/o Christian-Albrechts-Universität zu Kiel Christian-Albrechts-Platz 4
24118 Kiel
Deutschland
Schleswig-Holstein

E-Mail-Adresse: info@inflammation-at-interfaces.de

Frederike Buhse
Telefon: 0431-8804682
E-Mail-Adresse: fbuhse@uv.uni-kiel.de

c/o Christian-Albrechts-Universität zu Kiel Christian-Albrechts-Platz 4
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Deutschland
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Univ.-Prof. Dr. Johannes Vogt: Die Behandlung von Essstörungen - körpereigener Lysophospholipide - Die Nahrungsaufnahme stimulieren

Medizin am Abend Berlin - MaAB-Fazit: Fressrausch adé: 

Signalweg im Gehirn zur Steuerung der Nahrungsaufnahme entschlüsselt

Das Gehirn kontrolliert körpereigene Lysophospholipide, die ein Programm zur Aktivierung der Nahrungsaufnahme steuern / Spezifische Hemmstoffe der Lipidsynthese könnten als neue Therapie bei Übergewicht angewendet werden / Veröffentlichung im renommierten Journal Nature Metabolism

Einer Gruppe von Forschenden der Universitäten Köln und Münster sowie der Yale University (USA) ist ein völlig neuer Ansatz zur Behandlung von Essstörungen gelungen. 

Die Wissenschaftler:innen haben nachgewiesen, dass eine Gruppe von Nervenzellen im Hypothalamus (sogenannte AgRP, agouti-related peptide-Neurone) die Freisetzung körpereigener Lysophospholipide kontrollieren, die wiederum die Erregbarkeit von Nervenzellen in der Hirnrinde steuern, was die Nahrungsaufnahme stimuliert. 

Dabei wird der entscheidende Schritt dieses Signalweges durch das Enzym Autotaxin kontrolliert, das im Gehirn für die Herstellung der Lysophosphatidsäure (LPA) als ein Modulator der Netzwerkaktivität verantwortlich ist. 

Die Gabe von Autotaxin-Hemmern kann dabei im Tiermodell sowohl die bekannte übermäßige Nahrungsaufnahme nach Fasten als auch Übergewicht deutlich reduzieren. 

Der Artikel „AgRP neurons control feeding behavior at cortical synapses via peripherally-derived lysophospholipids“ wurde bei Nature Metabolism veröffentlicht.

Essstörungen und besonders das Übergewicht stellen in den industrialisierten Gesellschaften weltweit eine der häufigsten Ursachen für eine Vielzahl von Erkrankungen, besonders Herz/Kreislauferkrankungen mit bleibenden Behinderungen oder tödlichem Ausgang wie dem Herzinfarkt, dem Diabetes oder dem Schlaganfall dar. 

• Das Robert Koch-Institut berichtet in 2021, dass 67 Prozent der Männer und 53 Prozent der Frauen in Deutschland übergewichtig sind. 

• 23 Prozent der Erwachsenen sind sogar stark übergewichtig (adipös). 

Versuche, das Essverhalten medikamentös zu beeinflussen, haben sich bisher als wenig wirksam erwiesen. 

Eine neuartige Therapie, die modulierend in die Erregbarkeit von Netzwerken, die das Essverhalten steuern, eingreifen, wäre ein entscheidender Schritt, die Volkskrankheit Adipositas zu beherrschen.

Tatsächlich hat das Forschungsteam bei Menschen mit einem gestörten synaptischen LPA-Signalweg eine erhöhte Rate an Übergewichtigkeit und dem damit einhergehenden Diabetes Typ II gefunden. Eine Gruppe um Professor Dr. Johannes Vogt (Medizinische Fakultät der Universität zu Köln), Professor Dr. Dr. Robert Nitsch (Medizinische Fakultät der Universität Münster) und Professor Dr. Tamas Horvath (Yale School of Medicine, New Haven, USA) hat jetzt gezeigt, dass die Steuerung der Erregbarkeit von Nervenzellen in der Hirnrinde durch LPA eine wesentliche Rolle bei der Kontrolle des Essverhaltens spielt: 

AgRP-Neurone kontrollieren die Menge des Lysophosphatidylcholin (LPC) im Blut. 

Durch aktiven Transport gelangt das LPC ins Gehirn, wo es vom Enzym Autotaxin (ATX) in das an der Synapse aktive LPA umgewandelt wird. 

Synaptische LPA-Signale führen zu einer Stimulation von spezifischen Netzwerken im Gehirn und so zu erhöhter Nahrungsaufnahme.

Nach einer Fastenperiode im Mausmodell führte ein Anstieg des LPC im Blut zu einer Erhöhung des die Erregung stimulierenden LPA im Gehirn. 

Diese Mäuse zeigten ein typisches Suchverhalten nach Nahrung. 

Beides konnte durch die Gabe von Autotaxin-Hemmern normalisiert werden. 

Adipöse Mäuse wiederum verloren bei einer andauernden Gabe dieser Hemmstoffe nachhaltig an Gewicht. 

Johannes Vogt erklärt: 

„Wir haben über Genmutation und pharmakologische Hemmung von ATX eine deutliche Reduktion von übermäßiger Nahrungsaufnahme und Übergewicht zeigen können. 

Unsere grundlegenden Befunde zur LPA gesteuerten Erregbarkeit des Gehirns, die wir über Jahre erarbeitet haben, spielen also auch für das Essverhalten eine zentrale Rolle.“ 

Robert Nitsch verbindet mit den Befunden eine wichtige therapeutische Perspektive hin zu einer neuen Medikamentenentwicklung: 

„Tatsächlich zeigen die Daten, dass Menschen mit einem gestörten synaptischen LPA-Signalweg vermehrt übergewichtig sind und unter Diabetes Typ II leiden. 

Das ist ein starker Hinweis auf einen möglichen Therapieerfolg durch ATX-Inhibitoren, die wir derzeit gemeinsam mit dem Hans-Knöll-Institut in Jena zur Anwendung am Menschen entwickeln.“

Diese Erkenntnisse zur Erregungssteuerung neuronaler Netzwerke des Essverhaltens durch Lysophospholipide und einer neuen Möglichkeit ihrer therapeutischen Korrektur könnten zukünftig nicht nur für Essstörungen, sondern auch für neurologische und psychiatrische Erkrankungen relevant sein.

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Univ.-Prof. Dr. Johannes Vogt
Molekulare und Translationale Neurowissenschaften
Institut für Anatomie II,
Exzellenzcluster CECAD und Center of Molecular Medicine Cologne (CMMC) an der Universtiät zu Köln
johannes.vogt@uk-koeln.de

Eva Schissler Universität zu Köln

E-Mail-Adresse: e.schissler@verw.uni-koeln.de

Albertus-Magnus-Platz 1
50923 Köln
Deutschland
Nordrhein-Westfalen

Originalpublikation:

https://www.nature.com/articles/s42255-022-00589-7

Prof. Dr. Marc Donath: Neuronal vermittelten (oder cephalischen) Phase der Insulinfreisetzung

Medizin am Abend Berlin - MaAB-Fazit: Der reine Anblick einer Mahlzeit löst im Hirn eine Entzündungsreaktion aus

• Noch bevor Kohlenhydrate im Blut auftauchen, führt der reine Anblick und Geruch einer Mahlzeit schon zur Freisetzung von Insulin. 

• Forschende der Universität Basel und des Universitätsspitals Basel konnten erstmals zeigen, dass hierbei eine kurzzeitige Entzündungsreaktion auftritt, die nötig ist, um das Insulin freizusetzen. 

• Bei Übergewichtigen dagegen fällt die Entzündungsreaktion so heftig aus, dass sie die Insulinausschüttung beeinträchtigt.

Schon die Erwartung einer bevorstehenden Mahlzeit löst im Körper eine Reihe von Reaktionen aus. 

Am bekanntesten ist wohl, dass einem «das Wasser im Munde zusammenläuft». 

Aber auch das blutzuckerregulierende Hormon Insulin tritt bereits auf den Plan, bevor der erste Bissen zwischen unseren Zähnen gelandet ist. 

Fachkreise reden hierbei von der neuronal vermittelten (oder cephalischen) Phase der Insulinfreisetzung.

Mahlzeit regt Immunabwehr an

• Unklar war bisher jedoch, wie aus der sinnlichen Wahrnehmung einer Mahlzeit das Signal an die Bauchspeicheldrüse entsteht, die Insulinproduktion hochzufahren. 

Forschende der Universität Basel und des Universitätsspitals Basel haben nun ein wichtiges Puzzlestück dieses Systems gefunden: 

Einen Entzündungsfaktor namens Interleukin-1 beta (IL-1 beta), der auch bei der Abwehrreaktion von Krankheitserregern oder bei Gewebeschäden beteiligt ist. 

Davon berichtet das Forschungsteam im Fachblatt «Cell Metabolism».

«Dass dieser Entzündungsfaktor bei Gesunden für einen erheblichen Anteil einer normal funktionierenden Insulinausschüttung verantwortlich ist, ist deshalb überraschend, weil er auch in die Entstehung von Typ-2-Diabetes involviert ist», erklärt Studienleiter Prof. Dr. Marc Donath vom Departement Biomedizin und der Klinik für Endokrinologie.

• Dieser im Volksmund auch «Alterszucker» genannte Zuckerkrankheit liegt eine chronische Entzündung zugrunde, die unter anderem die insulinproduzierenden Zellen der Bauchspeicheldrüse schädigt. 

• Auch hierbei spielt IL-1 beta eine zentrale Rolle, das in diesem Fall übermässig produziert und ausgeschüttet wird. 
• Deshalb prüfen derzeit klinischen Studien, ob sich Hemmstoffe gegen diesen Entzündungsfaktor als Therapie bei Diabetes eignen.

Kurzfristige Entzündungsreaktion

Anders sieht es im Falle der neuronal vermittelten Insulinsekretion aus: 

• «Geruch und Anblick einer Mahlzeit regen bestimmte Immunzellen im Hirn an, die sogenannten Mikroglia», sagt Studienautorin Dr. Sophia Wiedemann, Assistenzärztin für Innere Medizin. 

• «Diese schütten kurzfristig IL-1 beta aus, was wiederum über den Vagusnerv das vegetative Nervensystem anspricht.» 

Über dieses gelange das Signal dann an den Ort der Insulinausschüttung, die Bauchspeicheldrüse.

Bei starkem Übergewicht ist diese neuronal vermittelte Phase der Insulinausschüttung jedoch gestört. 

Grund dafür sei das Überschiessen der Entzündungsreaktion, die an ihrem Anfang stehe, erklärt Doktorandin Kelly Trimigliozzi, die zusammen mit Wiedemann den Hauptteil der Studie durchgeführt hat.

«Unsere Ergebnisse weisen darauf hin, dass IL-1 beta eine wichtige Rolle spielt, um sensorische Informationen wie Anblick und Geruch einer Mahlzeit mit der anschliessenden neuronal vermittelten Insulinsekretion zu verknüpfen und diese Verbindung zu regulieren», fasst Marc Donath zusammen.

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Dr. Angelika Jacobs Universität Basel

Petersgraben 35
Basel
Postfach
4001 Basel
Schweiz
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Prof. Dr. Marc Donath, Universität Basel, Departement Biomedizin, Universitätsspital Basel, Klinik für Endokrinologie, Tel. +41 61 265 50 78, E-Mail: marc.donath@usb.ch

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Originalpublikation:

Sophia J Wiedemann, Kelly Trimigliozzi, Erez Dror, Daniel T Meier, Jose Alberto Molina-Tijeras, Leila Rachid, Christelle Le Foll, Christophe Magnan, Friederike Schulze, Marc Stawiski, Stéphanie P Häuselmann, Hélène Méreau, Marianne Böni-Schnetzler & Marc Y Donath
The cephalic phase of insulin release is modulated by IL-1β
Cell Metabolism (2022), https://doi.org/10.1016/j.cmet.2022.06.001

Prof. Christoph Härtel: Kaiserschnittentbindungen: Vorgeburtlicher Kontakt mit Antibiotika zu Veränderungen in der Darmflora

Medizin am Abend Berlin - MaAB-Fazit: Kontakt mit Antibiotika bei Kaiserschnittgeburt kann die Gesundheit Neugeborener nachhaltig beeinflussen

Tierversuche weisen darauf hin, dass vorgeburtlicher Kontakt mit Antibiotika zu Veränderungen in der Darmflora und langfristig zu Gesundheitsproblemen in Nachkommen führen kann. 

Eine im Rahmen des Deutschen Zentrums für Infektionsforschung (DZIF) durchgeführte Studie hat die Auswirkung des Zeitpunkts antimikrobieller Infektions-Prophylaxe der Mütter bei Kaiserschnittentbindungen – vor versus nach Abklemmen der Nabelschnur – auf die Entwicklung der Darmflora in Neugeborenen untersucht. 

Langanhaltende Unterschiede in der Darmflora von Säuglingen, die vor der Geburt mit Antibiotika in Kontakt kamen, weisen darauf hin, dass früher Kontakt die Gesundheit der Kinder nachhaltig beeinflussen kann. 

Neugeborenes Baby Unsplash

Weltweit nimmt die Zahl der Geburten durch Kaiserschnitt zu; alleine in Deutschland wurden im Jahr 2019 31 Prozent aller Babys durch Kaiserschnitt entbunden. Um Komplikationen mit Infektionen in den Müttern zu vermeiden, ist in den Geburtskliniken eine antimikrobielle Prophylaxe bei der Operation Standard. 

• Internationale Leitlinien empfehlen die Gabe der antimikrobiellen Prophylaxe 30 bis 120 Minuten vor dem Eingriff, was zur Folge hat, dass die Neugeborenen noch im Mutterleib mit Antibiotika in Kontakt kommen.

Tierstudien haben gezeigt, dass der Kontakt mit Antibiotika vor oder während der Geburt einen deutlichen Einfluss auf die Zusammensetzung des Darm-Mikrobioms ­­– die Gesamtheit der Mikroorganismen im Darm – mit potentiellen langfristigen Konsequenzen in den Nachkommen hat; dazu gehören ein erhöhtes Risiko für Kindheitsasthma, Allergien und Fettleibigkeit.

In einer im Rahmen des Deutschen Zentrums für Infektionsforschung (DZIF) durchgeführten Studie hat ein Forschungsteam aus Lübeck, Kiel und Würzburg nun untersucht, inwiefern der Zeitpunkt der Antibiotika-Gabe bei Kaiserschnitt-Entbindung – vor dem Öffnen der Bauchdecke oder nach Abklemmen der Nabelschnur – die mikrobielle Besiedlung des Darms von Neugeborenen sowie die Entwicklung antimikrobieller Resistenzen beeinflusst. 

Dazu verglichen sie die Zusammensetzung der mikrobiellen Flora in Stuhlproben (Mekonium sowie im Alter von einem Monat und einem Jahr entnommene Proben) von Säuglingen, deren Mütter entweder direkt vor der Kaiserschnitt-Operation oder erst nach Abklemmen der Nabelschnur Antibiotika erhalten hatten. 

Mittels Gensequenzierung bestimmten die Wissenschaftler:innen die mikrobielle Zusammensetzung der verschiedenen Stuhlproben und entwickelten Vorhersagemodelle für die sich daraus ergebenden metabolischen Unterschiede der Darmfloren.

„Unsere Studie zeigt, dass der Zeitpunkt der prophylaktischen Antibiotika-Gabe die Entwicklung der Darmflora – insbesondere das Vorherrschen bestimmter Bakteriengattungen und Stoffwechselwege – in Kindern im ersten Lebensjahr signifikant beeinflussen kann,“ erklärt Studienleiter Prof. Christoph Härtel.

Darüber hinaus entdeckten die Forschenden, dass Gene für Antibiotikaresistenzen bereits in den ersten Lebenstagen erworben wurden. 

Im Rahmen der Studie, die als Pilotstudie mit einer geringen Anzahl von insgesamt 40 Probanden durchgeführt wurde, konnte allerdings kein deutlicher Zusammenhang des Vorhandenseins von Resistenzgenen mit vorgeburtlichem Kontakt mit Antibiotika festgestellt werden.

„Das Vorhandensein von Resistenzgenen schon in den ersten Lebenstagen ist ein Warnsignal und weist darauf hin, dass ein früher Kontakt mit Antibiotika soweit als möglich vermieden werden sollte, um später notwendige antimikrobielle Therapien nicht durch bereits vorhandene Resistenzen zu gefährden,“ betont Co-Studienleiter Prof. Jan Rupp, DZIF-Wissenschaftler und Direktor der Klinik für Infektiologie und Mikrobiologie am Universitätsklinikum Schleswig-Holstein/Universität zu Lübeck.

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Jan.Rupp[at]uksh.de

Dr. Nicola Wittekindt Deutsches Zentrum für Infektionsforschung

Inhoffenstraße 7
38124 Braunschweig
Deutschland
Niedersachsen

Telefon: 0531/61811181
E-Mail-Adresse: nicola.wittekindt@dzif.de

Originalpublikation:

Verena Bossung, Mariia Lupatsii, Lkhagvademberel Dashdorj, Oronzo Tassiello, Sinje Jonassen, Julia Pagel, Martin Demmert, Ellinor Anna Wolf, Achim Rody, Silvio Waschina, Simon Graspeuntner, Jan Rupp, Christoph Härtel: Timing of antimicrobial prophylaxis for cesarean section is critical for gut microbiome development in term born infants, Gut Microbes, 2022, https://doi.org/10.1080/19490976.2022.2038855