360° TOP-Hinweis: Rettungsstelle: Neuropeptid Oxytocin: Autismus + Asperger-Syndrom

Medizin am Abend Berlin Fazit:   Oxytocin schärft die Sinne

Das Neuropeptid Oxytocin ist ein neuer Therapieansatz bei psychischen Erkrankungen, die mit Beeinträchtigungen sozialer Interaktionen einhergehen. 

Wissenschaftler des ZI konnten nun einen Mechanismus von der Verhaltensebene bis hin zu seinen Auswirkungen auf synaptische Netzwerke aufklären, über den Oxytocin die Erkennung und Zuordnung relevanter sozialer Reize verbessert. 

Unter dem Titel „Oxytocin Enhances Social Recognition by Modulating Cortical Control of Early Olfactory Processing“ wurden die Ergebnisse der Studie in der Ausgabe des renommierten Fachjournals Neuron vom 21. April 2016 veröffentlicht. 

 
 Das Spiel „Memory“ erfordert geschärfte Sinne, um ähnliche Objekte zu unterscheiden und soziale Erkennung bei Mäusen zeigt Ähnlichkeiten zum „Memory Spiel" . © Idee Cathrin Huber, Artwork Sebastian Wieland.
 
Soziale Interaktionen erfordern die Wahrnehmung und Wiedererkennung von Individuen. 

• Wenn die Wahrnehmung sozialer Reize verändert beziehungsweise gestört ist, hat dies Konsequenzen auf alle folgenden Hirnprozesse bis hin zum Verhalten. 

Bereits einer der Erstbeschreiber des Autismus, der österreichische Kinderarzt Hans Asperger, betonte die veränderte Wahrnehmung von Sinnesreizen als Kennzeichen der Erkrankung. 

• Er beschrieb 1944 als erster das später nach ihm benannte Asperger-Syndrom. 

Diesen sensorischen Defiziten wird in den letzten Jahren wieder vermehrt Aufmerksamkeit geschenkt, was sich nun auch in den neuen amerikanischen diagnostischen Forschungskriterien niederschlägt.

Die Prozesse der sozialen Interaktionen können auf verschiedenen Ebenen beeinflusst oder verändert sein. 

Das Neuropeptid Oxytocin stellt hierbei einen ersten Ansatzpunkt dar, der soziale Interaktion beim Menschen beeinflusst, wie Arbeitsgruppen am ZI in den letzten Jahren zeigen konnten. Oxytocin kommt zunehmend in der klinischen Therapie zum Einsatz, beispielsweise um in Psychotherapien von Erkrankungen, die mit Beeinträchtigungen im Erkennen sozialer Signale einhergehen, eben diese Ressourcen zu verbessern.

Die Mechanismen sind jedoch nicht vollständig aufgeklärt, über die Oxytocin die Reizverarbeitung beeinflusst.

Wissenschaftler um den Neurobiologen Lennart Oettl und um den Psychiater und Neurophysiologen
Dr. Wolfgang Kelsch (Klinik für Psychiatrie und Psychotherapie, Leiter AG Entwicklungsbiologie psychiatrischer Störungen) konnte nun einen zentralen Mechanismus bei Mäusen aufklären, wie Oxytocin die Wahrnehmung und Wiedererkennung anderer Individuen moduliert. Wie die meisten anderen Tiere nutzen Mäuse vor allem den Geruchssinn, um soziale Reize wahrzunehmen. Die Wissenschaftler fanden heraus, dass das vom Hirn ausgeschüttete Oxytocin das Signal-zu-Rausch-Verhalten in der sensorischen Informationsverarbeitung verbessert. 

• Durch Oxytocin werden sogenannte Top-down-Projektionen aus der Großhirnrinde in sensorische Netzwerke aktiviert, die dort hemmende Neurone antreiben. Diese Top-down-Aktivierung verbessert die Signalqualität im Sinne eines Aufmerksamkeitsfilters, so dass die sensorische Information dann verändert an höhere Hirnareale weitergeleitet wird. Über diesen Mechanismus stärkt Oxytocin die Verarbeitung relevanter sozialer Signale und verbessert so die spätere Erkennung voriger sozialer Interaktionspartner.

„Das ist ähnlich wie bei dem Spiel Memory, bei dem es darum geht, die Sinne zu schärfen, um ähnliche Objekte zu unterscheiden und diese später zu erinnern.

Oxytocin scheint diese beiden Aspekte sozialer Interaktion zu fördern“, erklärt Wolfgang Kelsch. 

Das bedeutet, dass Oxytocin die Wahrnehmung in einen besonderen Zustand für die Verarbeitung sozialer Reize versetzt. Oxytocin wirkt auf multiple Schritte der Verarbeitung sozialer Reize.

• Der aktuelle Befund verdeutlicht, dass die frühe Wirkung Oxytocins in der sozialen Reizwahrnehmung darauffolgende Prozesse verändert. 

• Die hier beschriebenen Mechanismen könnten so oder ähnlich bei psychiatrischen Erkrankungen gestört sein und Defizite in der Wahrnehmung von Sinnesreizen bei Autismus erklären und, wie aktuelle Studien bei Menschen zeigen, möglicherweise als Ansatzpunkt zur Entwicklung objektivierbarer diagnostischer Kriterien dienen.

Publikation:
Oettl LL, Ravi R, Schneider M, Scheller M, Schneider P, Mitre M, da Silva Gouveia M, Froemke RC, Chao MV, Young WS, Meyer-Lindenberg A, Grinevich V, Shusterman, Kelsch W. Oxytocin enhances social recognition by modulating cortical control of early olfactory processing. Neuron (2016)
http://dx.doi.org/10.1016/j.neuron.2016.03.033

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Dr. Wolfgang Kelsch
Medizinische Fakultät Mannheim, Universität Heidelberg
Zentralinstitut für Seelische Gesundheit
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Sigrid Wolff Zentralinstitut für Seelische Gesundheit, Mannheim

 

20-Zeilen-CT - Protonentherapie

Medizin am Abend Berlin Fazit:  Dresdner Uniklinikum nimmt Hochleistungs-CT für präzises Planen der Protonentherapie in Betrieb

Am gestrigen Montag (9. Mai 2016) nahm die Klinik für Strahlentherapie und Radioonkologie am Universitätsklinikum Carl Gustav Carus Dresden einen weiteren Hochleistungs-Computertomografen CT in Betrieb. 

Mit dem zusätzlichen, vom Bundesministerium für Bildung und Forschung finanzierten Gerät optimieren Strahlentherapeuten im Rahmen mehrerer Forschungsprojekte die Behandlung von Tumorpatienten der „Universitäts Protonen Therapie Dresden“ (UPTD). 

Durch den neuen Topographen wird ein ähnliches, direkt im Bestrahlungsraum aufgestelltes Gerät entlastet – dieses wurde bisher nicht nur für die bildgesteuerte Protonen-Bestrahlung genutzt, sondern parallel für die Planung aller Protonenbehandlungen. 
 
(v.l.n.r.) Wilfried Winzer, Kfm. Vorstand; Prof. Enghardt, Medizinische Strahlenphysik; Kerstin Streckler; Prof. Krause, stellvertretende Klinikdirektorin; Dr. Richter und Oberärztin Prof. Troost.
Foto: Uniklinikum Dresden / Holger Ostermeyer Sie sind stolz auf den neuen Computertomographen, der die
Forschungen zur Protonentherapie ebenso voranbringt wie die Krankenversorgung: Wilfried Winzer,  Kaufmännischer Vorstand des Uniklinikums; Prof. Wolfgang Enghardt, Leiter der Sektion Medizinische
Strahlenphysik; Kerstin Streckler, Leitende Medizinisch-technische Bestrahlungsassistentin; Prof. Mechthild Krause, stellvertretende Direktorin der Klinik für Strahlentherapie und Radioonkologie: Dr.
Christian Richter, Leiter der Forschungsgruppe Hochpräzisionsstrahlentherapie und Prof. Esther Troost, Oberärztin an der Klinik für Strahlentherapie.

 
Dank des neuen CT lässt sich die Zahl der Bestrahlungen nun erhöhen.

Zudem tragen ebenfalls neu beschaffte Zusatzgeräte dazu bei, die Patienten noch präziser zu behandeln. 

• Dazu gehören drei Laser zur Simulation der Bestrahlung sowie ein Spezialgerät, das zeitgleich zum CT-Scan die Atmung des Patienten aufzeichnet und diese Information mit den Bildern koppelt. Davon profitieren vor allem Patienten mit Tumoren im Brustbereich, deren Lage aufgrund der Atembewegungen variiert.

Bei dem neuen 20-Zeilen-CT kreisen Röntgenröhre und der ihr gegenüberliegende Detektor jede Sekunde zweimal um den Körper des Patienten.

Dabei entstehen jeweils 20 Schnittbilder. Dank dieses hohen Tempos bleibt die Strahlenbelastung sehr gering. 

Das ist auch deshalb wichtig, weil die UPTD-Experten ihre Patienten zur optimalen Planung der Protonentherapie mit zwei unterschiedlichen Energien scannen können. Auf diese Weise liefert das CT zusammen mit den Auswertungsprogrammen ein optimales Bild von den unterschiedlichen Gewebearten des Körpers – etwa Knochen oder Muskeln. Dass die Aufnahmen mit einer geringen Strahlendosis möglich sind, ist insbesondere für Kinder und junge Erwachsene eine gute Nachricht.

• Denn aufgrund der höheren Lebenserwartung müssen deren Organe stärker als die älterer Menschen geschont werden.

Der neue Hochleistungs-Computertomograph ist ein wichtiger Baustein in der Universitäts Protonen Therapie Dresden, die diese innovative Therapie in der Patientenversorgung im Rahmen von wissenschaftlichen Studien einsetzt. Dabei ist das Uniklinikum Dresden einer von nur drei universitären Standorten in Deutschland, der diese Therapiemethode anbietet. Um sie weiter zu erforschen, schlossen sich Klinikum, TU Dresden sowie das Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) im OncoRay-Zentrum zusammen. Für das Forschungsprojekt „RADIOMICS – Hochdurchsatz-Analyse von medizinischen Bilddaten zur Identifizierung von robusten Indikatoren zur Therapie-Individualisierung“ stellt das Bundesministerium für Bildung und Forschung mehr als eine halbe Million Euro zur Verfügung, mit dem der Kauf des CT und der Zusatzgeräte finanziert wurde.

Bei der computergestützten Planung der Protonentherapie erlaubt es die mit zwei Energien arbeitende CT-Bildgebung die Eindringtiefe der Protonen in das Gewebe sehr exakt vorauszuberechnen. Die Resultate der zu diesem Thema gemeinsam von Heidelberger und Dresdner Wissenschaftlern betriebenen Forschungen werden Schritt für Schritt in die Patientenbehandlung eingeführt und sorgen so dafür, die Präzision der Partikeltherapie weiter zu erhöhen.

Ein weiterer wichtiger Aspekt bei einer exakt auf den Patienten abgestimmten, individuellen Strahlentherapie ist die Berücksichtigung der Tumorbewegung, die bei Brust- oder Lungentumoren hauptsächlich durch die Atmung entsteht. Der CT-Scanner ist in der Lage, bewegte Bilder aufzunehmen – man spricht von vierdimensionaler Computertomografie. Auf dieser Basis und mittels modernster Bestrahlungstechnologie können die Experten die Patienten so behandeln, dass der Strahl nur dann eingeschaltet wird, wenn sich der bewegende Tumor präzise treffen lässt und wenn strahlenempfindliche Organe einen möglichst großen Abstand zum Strahl haben. So ist es beispielsweise bei Brustkrebs-Patientinnen möglich, das Herz vor Strahlenschädigungen zu bewahren, die oft erst nach zehn oder mehr Jahren auftreten.

Zum neuen CT gehört Spezialsoftware, die es erlaubt, die Organe auch dann optimal abzubilden, wenn beispielsweise künstliche Gelenke oder Zahnersatz aus Metall das Röntgenbild verfälschen.

• Wird etwa ein Prostatakrebs-Patient mit künstlichen Hüftgelenken für die Bestrahlungsplanung gescannt, kann ein normales CT-Bild keine klare Darstellung des Tumors liefern – erst diese Software sorgt hier für aussagekräftige Bilder.

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Epilepsie-Anfälle: Warnsysteme für diese neurologische Erkrankung

Medizin am Abend Berlin Fazit:  Smartphone und Wearables sollen vor Epilepsie-Anfällen warnen

Das Universitätsklinikum Freiburg beteiligt sich maßgeblich an der Entwicklung mobiler Geräte, die epileptische Anfälle vorhersagen können. 

Für die Vorhersage sollen die selbstlernenden Systeme Hautfeuchtigkeit, Körperbewegung und weitere Eigenschaften auf typische Veränderungen hin untersuchen. 

Die Verwendung von Smartphones und anderen bestehenden Technologien soll das Warnsystem möglichst schnell vielen Menschen zugänglich machen. 

Die Abteilung Prächirurgische Epilepsiediagnostik der Klinik für Neurochirurgie des Universitätsklinikums Freiburg führt das fünfjährige Projekt in enger Zusammenarbeit mit dem King’s College London, Großbritannien, durch. 

Moderne „Wearables“ können eine Vielzahl von Sensoren integrieren, die sich zur Anfallserkennung nutzen lassen (hier: Entwicklung des IMTEK Freiburg, Prof. van Laerhoven). Universität Freiburg / van Laerhoven
 
Im Rahmen des Forschungsprogramms RADAR-CNS wird der Standort Freiburg mit 800.000 Euro gefördert. Eine Übertragbarkeit des Systems auf andere neurologische Erkrankungen ist explizit Teil des Projekts.

„Ein zuverlässiges Vorhersage-System würde die Lebensqualität von Epilepsiepatienten enorm verbessern. 

Es gäbe ihnen beispielsweise die Möglichkeit, schnell wirkende Medikamente zu nehmen oder sich zumindest in eine sichere Umgebung zu begeben“, sagt Projektleiter Prof. Dr. Andreas Schulze-Bonhage, Leiter der Abteilung Prächirurgische Epilepsiediagnostik der Klinik für Neurochirurgie am Universitätsklinikum Freiburg. In der Zukunft könnte ein solches System auch eine Bezugsperson oder den Arzt bei einem Anfall informieren. Aber selbst eine präzise Dokumentation aller epileptischen Anfälle eines Patienten wäre eine deutliche Verbesserung. Bislang führen die Patienten handschriftlich Anfalls-Tagebücher, in die sie Dauer, Stärke und mögliche Auslöser eines Anfalls eintragen. 

• Doch viele Patienten können sich aufgrund einer Amnesie an ihre Anfälle nicht erinnern, was Therapie und Therapiekontrolle erschwert.

Das neue System soll anhand von Sensoren biologische Parameter wie Körperbeschleunigung, Herzfrequenz und Hautleitfähigkeit messen, die bei epileptischen Anfällen charakteristisch verändert sind. 

• Dies könnte beispielsweise über eine Uhr oder ein Armband geschehen, die Hautfeuchtigkeit und Armbewegung messen. 

Mit Verfahren aus dem Bereich des maschinellen Lernens passen sich die Programme immer besser an den jeweiligen Patienten an und sollen lernen, Veränderungen vor einem Anfall zu erkennen und sogar unterschiedliche Anfallsformen zu unterscheiden. Entwickelt werden soll das Projekt zunächst gemeinsam mit 120 in Freiburg und London stationär behandelten Patienten. In einem zweiten Schritt soll es auf ambulante Patienten ausgeweitet werden.

Gefördert wird das Projekt im Rahmen des Forschungsprogramms RADAR-CNS (Remote assessment of disease and relapse – Central Nervous System), das die Innovative Medicines Initiative (IMI) mit insgesamt 12 Millionen Euro finanziert. Die IMI ist ein Verbund zwischen Europäischer Union und dem Europäischen Dachverband der Pharmazeutischen Industrie.

Im Rahmen von RADAR-CNS sollen auch Vorhersage-Systeme für Depressionen und Multiple Sklerose entwickelt werden.

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Prof. Dr. Andreas Schulze-Bonhage
Leiter der Abteilung Prächirurgische Epilepsiediagnostik
Klinik für Neurochirurgie
Universitätsklinikum Freiburg
Telefon: 0761 270-54250
andreas.schulze-bonhage@uniklinik-freiburg.de

Johannes Faber
Universitätsklinikum Freiburg
Telefon: 0761 270-84610
johannes.faber@uniklinik-freiburg.de 
Benjamin Waschow Universitätsklinikum Freiburg

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Gebärmutterhals - langanhaltenden Infektion mit Papilloma-Viren (HPV)

Medizin am Abend Berlin Fazit:  Molekularer Fingerabdruck überführt erneute Krebsvorstufen am Gebärmutterhals

In einer klinischen Beobachtungsstudie untersuchen Wissenschaftler des Universitätsklinikums Jena eine neue Methode zur Nachsorge nach der operativen Entfernung von Krebsvorstufen am Gebärmutterhals. 

Dabei nutzen sie charakteristische DNA-Stellen, die bei der Verschmelzung des krebsauslösenden humanen Papillomvirus mit dem menschlichen Erbgut entstehen, als individualisierten Biomarker für den Nachweis wiederauftretender Krebsvorstufen. 

Die ATLAS Biolabs GmbH ist Projektpartner in der multizentrischen Studie, in die ab Mai insgesamt 670 Patientinnen eingeschlossen werden sollen und die vom Bundesministerium für Bildung und Forschung mit insgesamt 750.000 Euro gefördert wird. 

 
Individualisierte Nachsorge: Wissenschaftler des Uniklinikums Jena testen den molekularen Fingerabdruck operativ entfernter Krebsvorstufen am Gebärmutterhals als Biomarker für das erneute Auftreten.
Michael Szabo/Uniklinikum Jena
 
In Deutschland werden jährlich etwa 90.000 Frauen wegen Krebsvorstufen am Gebärmutterhals operiert. 

•  Ob die von einer langanhaltenden Infektion mit Papilloma-Viren (HPV) verursachte Gewebeveränderung erneut auftritt, wird in der Nachsorge anhand von Zelluntersuchungen und des Tests auf Virus-DNA regelmäßig kontrolliert. 

• Diese finden mit großer Sicherheit eine eventuelle erneute Krebsvorstufe, schlagen aber auch oft Alarm, wenn es sich um eine harmlose HPV-Neuinfektion handelt. 

Um den Patientinnen diese Verunsicherung und klärende Folgeuntersuchungen ersparen zu können, testen Jenaer Wissenschaftler jetzt in einer klinischen Studie einen molekulargenetischen Nachweis, der zwischen einer HPV-Neuinfektion und Zellveränderungen aufgrund der ursprünglichen Virusinfektion unterscheiden kann.

„Bei der Entstehung von Krebsvorstufen kommt es häufig zur Verschmelzung zwischen dem Virus-Genom und dem menschlichen Erbgut. 

Diese Virus-Integrationsstellen sind für jeden Infektionsfall einzigartig“, erklärt Prof. Dr. Matthias Dürst von der Universitätsfrauenklinik Jena die wissenschaftlichen Grundlagen des Verfahrens.

„Diese charakteristischen Spuren wollen wir wie einen Fingerabdruck nutzen und als molekularen Marker verwenden.“ Der Molekularbiologe leitet die klinische Studie mit deutschlandweit 14 Zentren.

In diesen sollen ab Mai 2016 etwa 670 Patientinnen in die Untersuchung aufgenommen werden, denen Krebsvorstufen am Gebärmutterhals entfernt werden mussten.

• Bei diesen Patientinnen wird als individueller Biomarker die Integrationsstelle der Virus-DNA für die Zellen des entfernten Gewebes bestimmt, also der Fingerabdruck ihrer Krebsvorstufe. 

Matthias Dürst: „Das wird durch eine hochspezifische Anreicherungsmethode in Verbindung mit einer modernen Hochdurchsatz-Sequenzierung möglich, die am Deutschen Krebsforschungszentrum entwickelt wurde.“

Kooperationspartner hierfür ist die ATLAS Biolabs GmbH in Berlin und Köln. Im Verlauf von zwei Jahren werden dann die Befunde des normalen Nachsorgeprogramms, das die Patientinnen durchlaufen, verglichen mit dem Test auf diesen individuellen Biomarker. Ergibt dieser eine Übereinstimmung zwischen der entfernten Krebsvorstufe und dem Nachsorgeabstrich, so handelt es sich um ein erneutes Auftreten der Erkrankung.

Der Nachweis von HPV-DNA ohne passendes Integrationsmuster bedeutet eine Neuinfektion, die zunächst keine weitere operative Abklärung erfordern würde. „Auf diese Weise wollen wir künftig zahlreichen Frauen unnötige Aufregung und Operationen ersparen“, so Prof. Dr. Ingo Runnebaum, Direktor der Universitätsfrauenklinik Jena.

Die Klinik bietet Patientinnen mit Krebsvorstufen eine spezialisierte Dysplasie-Ambulanz an, die als erste in Deutschland von der Deutschen Krebsgesellschaft zertifiziert wurde. 

Im vergangenen Jahr wurden hier etwa 1800 Patientinnen betreut, mehr als 170 von ihnen mussten wegen einer schwergradigen Krebsvorstufe des Gebärmutterhalses operativ behandelt werden.

Das auf insgesamt vier Jahre angelegte Studienprojekt wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung mit insgesamt 750.000 Euro gefördert.

„Unser Ziel ist es, die diagnostische Genauigkeit des neuen molekularen Biomarkers zu belegen und den Test als individualisierte Krebsnachsorgemöglichkeit in der Klinik zu implementieren“, so Professor Dürst. Dr. Karsten R. Heidtke, Forschungsdirektor der ATLAS Biolabs GmbH, ergänzt:

„Dank des Technologietransfers und der interdisziplinären Zusammenarbeit können aktuelle wissenschaftliche Erkenntnisse zügig in die Laborpraxis umgesetzt werden. Das ist ein vielversprechender Weg, neue innovative HPV-Prüfverfahren zu etablieren und zu erweitern“.


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Prof. Dr. Matthias Dürst
Funktionsbereich „Gynäkologische Molekularbiologie“, Klinik für Frauenheilkunde und Geburtshilfe, Universitätsklinikum Jena
Tel. 03641 9 33720
E-Mail: Matthias.Duerst[at]med.uni-jena.de
Dr. Uta von der Gönna Universitätsklinikum Jena

 

Dein Muttertag heute - die Geburt mit dem Becken

Medizin am Abend Berlin Fazit:  Das Becken der Frau weitet sich für die Geburt aus

Die Evolution hat vorgesorgt: 

• Der weibliche Organismus kann das Becken ab der Pubertät verbreitern. 

Nach dem gebärfähigen Alter verengt es sich wieder – während sich das Becken beim Mann über das gesamte Leben kaum verändert. 

Die erstaunlichen Resultate einer Studie der Universität Zürich legen den Schluss nahe, dass die Hormone in der Pubertät und der Menopause diese Formunterschiede bewirken. 
 
Entwicklung des weiblichen und männlichen Beckens von der Geburt bis ins Alter.
MorphoLab, Anthropologisches Institut und Museum der Universität Zürich
 

• Frauen sind in der Körpermitte breiter gebaut als Männer, weil ihr Becken bei der Geburt genug Platz für die grossen Köpfe der Babys bieten muss. 

Warum reicht bei manchen Frauen die Beckenbreite jedoch nicht aus, so dass es zu Schwierigkeiten bei der Geburt kommt?

Die gängige Antwort lautet: Das Becken ist ein evolutionärer Kompromiss zwischen Gebären und Gehen; es kann nicht weiter werden, da sonst die Fortbewegung nicht effizient ist.

Diese Hypothese stimmt jedoch nicht ganz: Gemäss neuen Studien sind weite Becken genauso effizient beim Laufen wie enge Becken.

Forscherinnen und Forscher am Anthropologischen Institut der Universität Zürich haben nun neue Erklärungen gefunden. Das Team unter der Leitung von Marcia Ponce de León untersuchte anhand von computertomografischen Daten die Entwicklung des menschlichen Beckens von der Geburt bis ins hohe Alter.

Ihr Befund:

• Bis zur Pubertät sind die Becken beider Geschlechter etwa gleich breit. Während sich das männliche Becken danach gleichmässig weiterentwickelt, schlägt das weibliche Becken eine neue Richtung ein: 

• Es wird breiter und erreicht im Alter von etwa 25–30 Jahren seine grösste Weite. Ab dem 40. Lebensjahr der Frau wird das Becken dann wieder enger.

Geburtsschwierigkeiten sind kein evolutionäres Problem

Die Forscher vermuten, dass diese «Neuprogrammierung» in direktem Zusammenhang mit Änderungen im weiblichen Hormonhaushalt stehen. 

Während der Pubertät steigt die Konzentration von Östrogen und sinkt erst wieder während der Menopause.

Der hohe Hormonspiegel würde demnach nicht nur eine hohe Fruchtbarkeit garantieren, sondern auch dafür sorgen, dass das Becken während dieser Zeit für die Geburt optimiert wird.

«Der weibliche Organismus kann offensichtlich das Becken ‹auf Abruf› verbreitern und ist nicht einfach einem genetisch festgelegten Entwicklungsprogramm ausgeliefert», erklärt Ponce de León.

Gleichzeitig werden die Hormone auch stark von Ernährung und Umwelt beeinflusst. «Geburtsschwierigkeiten sind demnach weniger ein evolutionäres Problem.  

Vielmehr scheint es eine Frage der Balance zwischen den Hormonen und äusseren Faktoren zu sein, welche die Grösse des Geburtskanals und die vorgeburtliche Entwicklung des Kindes beeinflussen.»

Warum aber reduziert sich die Breite des Beckens nach dem gebärfähigen Alter der Frau wieder?

Die Forscher vermuten, dass dies mit dem aufrechten Gang zu tun hat.

• Ein engeres Becken hilft, den Beckenboden zu stabilisieren und so den hohen Druck aufzufangen, der im Unterleib beim Gehen entsteht. Somit gleicht sich die Frau ab 40 ein bisschen dem Mann an – zumindest, was das Becken betrifft.

Literatur:
Alik Huseynov, Christoph P. E. Zollikofer, Walter Coudyzer, Dominic Gascho, Christian Kellenberger,
Ricarda Hinzpeter, Marcia S. Ponce de León. Developmental evidence for obstetric adaptation of
the human female pelvis. PNAS, April 25, 2016, doi: 10.1073/pnas.1517085113.

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Dr. Marcia Ponce de León
Anthropologisches Institut und Musem
Universität Zürich
Tel. +41 44 63 55427
E-Mail: marcia@ifi.uzh.ch
Kurt Bodenmüller Universität Zürich

NOT-OP mit Intrauterinen Operation: Mutterglück: Der Junge kommt gesund zur Welt

Medizin am Abend Berlin Fazit:  Chirurgen-Duo rettet Kind im Mutterleib

Zwei routinierte Chirurgen aus der Frauenklinik Inselspital und der Frauenheilkunde CHUV erschliessen einen neuen Bereich der intrauterinen Operationen. In einer Not-OP veröden die Ärzte erstmals einen Lungentumor und retten so den Fötus. 

Der Junge kommt gesund zur Welt. 

 
Durch die Bauchwand der Mutter und den Brustkorb des Kindes wird eine Nadel eingeführt. Durch diese können die Chirurgen einen Laser direkt an die Blutzufuhr des Tumors platzieren.
Gilbert Maurer für das Centre Hospitalier Universitaire Vaudois
 
Inselspital, 22. Februar 2016, 11.15 Uhr: Zwei Spezialisten für fetomaternale Medizin schauen ein letztes Mal auf das Ultraschallbild am Monitor.

Dann startet der gewagte Eingriff am Ungeborenen:

Ein gutartiger Lungentumor belastet das Herz des Kindes lebensgefährlich.

Ohne Eingriff wird der kleine Junge nicht überleben. Eine Entbindung oder ein Abwarten kommen in der prekären Situation nicht in Frage.  

Unter den ausserordentlichen Umständen beraten sich der behandelnde Arzt und die Familie ausführlich. 

Dann der Entschluss: Gemeinsam mit seinem langjährigen Lausanner Kollegen operieren sie das Kind im Mutterleib zu zweit.

Bewährte Technik - neues Einsatzgebiet

Das Besondere: Bisher hatten Luigi Raio (Inselspital) und David Baud (Centre Hospitalier Universitaire Vaudois) v.a. eineiige Zwillinge im Uterus operiert, die durch den Mutterkuchen unausgewogen untereinander Blut austauschen.

Dieses sogenannte „Zwillingstransfusionssyndrom“ führt ohne Eingriff in den meisten Fällen zum Tod eines oder beider Kinder.

Gelingt es jedoch bestimmte Blutgefässe in der Plazenta mit einem Laser zu veröden, gleicht sich die Blutzufuhrt der Babies wieder aus. 

Die Kinder haben wieder eine gute Chance zu gedeihen und gesund zur Welt zu kommen. 

Die Berner Frauenklinik ist Vorreiterin in dieser Art fetoskopischer Lasereinigriff und bietet ihn seit den späten Neunziger Jahren an.

Mit einer ähnlichen Technik operieren die beiden Chirurgen nun den Lungentumor.

Diesmal aber findet die Operation mitten im Körper des Kindes statt, in unmittelbarer Nähe zum Herzen und der Hauptschlagader.

Es muss daher noch präziser und mit ständigem Blick auf den Ultraschall gearbeitet werden. 

Doch der Eingriff gelingt: Der Lungentumor wird von der Blutzufuhr abgeschnitten. In den Wochen die folgen wird das absterbende Gewebe kleiner, das Herz des Kindes erholt sich wieder.

Am 13. April kommt der Junge gesund zur Welt. Es ist die erste Operation dieser Art in der Schweiz. Weltweit wurden lediglich 17 Fälle beschrieben mit unterschiedlich guten Resultaten.

Ein eingespieltes Team

Luigi Raio und David Baud operieren seit drei Jahren Schulter an Schulter Babies in der Gebärmutter. Perfekte Koordination erlaubt ihnen die delikaten Eingriffe an winzigen Strukturen: Der eine wird zum Auge, der andere zur Hand der Operation – und umgekehrt. 

Über die Zeit hat sich das Team ein breites Knowhow erarbeitet, kann nun sogar in Gebiete vorstossen, die noch vor wenigen Jahren Utopie waren. Ihre Zusammenarbeit über den „Röstigraben“ zeigt, wie universitäre Ressourcen unmittelbar zu medizinischer Wissensförderung und zum Wohl der kleinen Patienten eingesetzt werden können.






Luigi Raio und David Baud operieren gemeinsam das Kind im Mutterleib
Inselspital, Universitätsspital Bern  

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Prof. Dr. Luigi Raio, stv. Chefarzt Geburtshilfe und Leitender Arzt Fetomaternale Medizin, Unviersitätsklinik für Frauenheilkunde, Inselspital, +41 31 632 18 31 (auf Deutsch, in italiano).

Prof. Dr. David Baud, Médecin associé - Médecine materno-foetale & Obstétrique Département "Femme - Mère - Enfant", Centre Hospitalier Universitaire Vaudois, +41 21 314 67 27 (en français). 
Monika Kugemann Universitätsspital Bern

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Deine Kurzsichtigkeit - Myopie: Dein Bildungsverhalten

Medizin am Abend Berlin:  Neue genetische Risikofaktoren für Kurzsichtigkeit entdeckt

Gene und Umwelt bedingen Kurzsichtigkeit gemeinsam 
 

• Myopie oder Kurzsichtigkeit ist die am weitesten verbreitete Augenerkrankung beim Menschen, Tendenz steigend. 

Die Ursachen sind sowohl genetisch als auch umweltbedingt. 

Einen wichtigen Fortschritt im Verständnis der Wirkungsmechanismen der Krankheitsentstehung hat nun die internationale Forschergruppe Consortium for Refractive Error and Myopia (CREAM), an der auch Wissenschaftler der Gutenberg-Gesundheitsstudie der Universitätsmedizin der Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU) beteiligt sind, erzielt.

• Sie hat neun neue genetische Risikofaktoren entdeckt, die mit dem Bildungsverhalten als dem wichtigsten Umweltfaktor der Kurzsichtigkeit zusammenwirken. 

Die Ergebnisse der Studie "Genome-wide joint meta-analyses of genetic main effects and interaction with education level identify additional loci for refractive error: The CREAM Consortium" sind soeben im Fachjournal Nature Communications veröffentlicht worden.

Die Kurzsichtigkeit hat in den vergangenen Jahrzehnten weltweit stark zugenommen. Aus Untersuchungen an Zwillingen und Familien ist bekannt, dass das Risiko für Myopie zu einem großen Teil erblich ist. Allerdings konnte bisher nur ein kleiner Teil dieser Erblichkeit durch die bekannten Kurzsichtigkeitsgene erklärt werden.

Neben den genetischen Ursachen für eine Myopie gibt es auch umweltbedingte Einflüsse, der wichtigste ist das Bildungsverhalten. "Aus der Mainzer Gutenberg-Gesundheitsstudie wissen wir, dass die Anzahl der Bildungsjahre das Risiko für Kurzsichtigkeit erhöht", erläutert Univ.-Prof. Dr. Norbert Pfeiffer, Direktor der Augenklinik und Poliklinik der Universitätsmedizin Mainz.

Meta-Analyse von weltweit gesammelten Daten

Mit dem Ziel, Genmutationen für Myopie nachzuweisen und die Entstehung der Erkrankung besser zu verstehen, hat die internationale Forschergruppe CREAM eine Meta-Analyse von weltweit gesammelten Daten durchgeführt. Die für diese Auswertung zusammengefassten Daten stammen von mehr als 50.000 Teilnehmerinnen und Teilnehmern, die in 34 Studien untersucht wurden. Die zweitgrößte daran beteiligte Gruppe bilden die mehr als 4.500 Teilnehmerinnen und Teilnehmer aus der Gutenberg-Gesundheitsstudie der Universitätsmedizin Mainz. "Gerade in der genetischen Forschung ist die internationale Zusammenarbeit wichtig. Das zeigt auch diese Studie, für die wir mit den Ergebnissen aus unserer Gutenberg-Gesundheitsstudie einen wertvollen Beitrag leisten", so Univ.-Prof. Dr. Norbert Pfeiffer. "Auch vor dem Hintergrund, dass nach einer Arbeit des European Eye Epidemiology Consortiums, an dem die Gutenberg-Gesundheitsstudie ebenfalls beteiligt war, etwa ein Drittel der erwachsenen Europäer kurzsichtig ist, ist es wichtig, mehr über die Entstehung der Myopie zu wissen und damit mögliche Ansatzpunkte für künftige Therapien zu haben."

Basierend auf dem Wissen, dass sich Umwelteinflüsse und erbliche Faktoren bei der Entstehung einer Myopie gegenseitig verstärken, entschieden sich die Wissenschaftler für ihre Untersuchungen für einen neuen Forschungsansatz. Sie nutzten eine statistische Analysetechnik, die sowohl die Einflüsse von Umweltfaktoren als auch die erblichen Faktoren berücksichtigt – und zwar gleichermaßen und gleichzeitig. Auf diesem Wege entdeckten sie neun bisher unbekannte genetische Risikofaktoren.

Risikogen an der Entstehung von Kurzsichtigkeit beteiligt

Diese neu entdeckten genetischen Varianten stehen in Zusammenhang mit Proteinen, die bei der Signalübertragung im Auge wichtige Funktionen übernehmen. 

• Eines dieser Gene ist besonders interessant, da es im Auge eine wichtige Rolle für die Übertragung des Neurotransmitters Gamma-Aminobuttersäure (GABA) spielt. 

• Wissenschaftliche Untersuchungen haben zuvor gezeigt, dass das betreffende Gen bei kurzsichtigen Augen stärker aktiviert ist. 

Aktuelle Forschungen stimmen mit dieser Erkenntnis überein. Die CREAM-Wissenschaftler werten dies als Hinweis darauf, dass dieses neu entdeckte Risikogen tatsächlich an der Entstehung von Kurzsichtigkeit beteiligt ist.

Damit haben die Forscher einen ersten wichtigen Erkenntnisfortschritt darüber gewonnen, wie die Wechselwirkungen zwischen den genetischen Ursachen und dem Bildungsgrad als umweltbedingter Faktor zur Heterogenität der Myopie beitragen. Zur Klärung der Frage, wie die Prozesse konkret ablaufen und ineinandergreifen, bedarf es weiterer Forschungen.

• Die Zunahme der Kurzsichtigkeit ist ein weltweites Phänomen. Insbesondere in Südostasien hat der Anteil von kurzsichtigen Schulkindern in den letzten Jahrzehnten stark zugenommen. 
• Dies ist vermutlich auf ein gestiegenes Bildungsniveau zurückzuführen. 
• Wer viel liest, leistet viel Naharbeit bei meist wenig Sonnenlicht. 
• Auf diese Sehgewohnheiten stellt sich das Auge ein, in dem der Augapfel stärker als normal wächst. 
• Wird er aber zu lang, reicht die Brechkraft von Hornhaut und Linse nicht aus, um auf der Netzhaut ein klares Bild zu erzeugen. 
• Entfernte Objekte erscheinen unscharf und die Person ist kurzsichtig.

Veröffentlichung:
Q. Fan et al., Meta-analysis of gene-environment-wide association scans accounting for education level identifies additional loci for refractive error, Nature communications 7, 11008, 6. April 2016,
DOI:10.1038/ncomms11008



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Univ.-Prof. Dr. Norbert Pfeiffer
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E-Mail: norbert.pfeiffer@unimedizin-mainz.de

Barbara Reinke, Stabsstelle Kommunikation und Presse, Universitätsmedizin Mainz,
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Petra Giegerich Johannes Gutenberg-Universität Mainz

 

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40.121 Versuchstiere eingesetzt und getötet

Medizin am Abend Berlin Fazit:   Versuchstiermeldung des MDC für das Jahr 2015

Das Max-Delbrück-Centrum in der Helmholtz-Gemeinschaft (MDC) hat die Zahl der im Jahre 2015 eingesetzten Versuchstiere an das Berliner Landesamt für Gesundheit und Soziales (LaGeSo) übermittelt. 

Gegenüber 2014 hat sich die Zahl der Tiere nur wenig verändert. 

Es wurden 40.121 Tiere in Versuchen eingesetzt und getötet, mehr als neunzig Prozent davon Mäuse (36.799). 

Im Vorjahr hatte das Forschungszentrum 42.816 Versuchstiere gemeldet. 
 
Zahl der Versuchstiere des Jahres 2015 in der grafischen Übersicht. Die Zählung erfolgte nach EU-Tierversuchsrichtlinie (2010/63/EU)  Bild: MDC

Als großes biomedizinisches Forschungszentrum mit mehr als 60 Forschungsgruppen und mehr als 1.300 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern führt das Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin in der Helmholtz-Gemeinschaft auch Versuche an Tieren durch.

Im Jahr 2015 betrug die Anzahl der Versuchstiere im Einzelnen:

Mäuse: 36.799
Ratten: 2.714
Meerschweinchen: 9
Goldhamster: 9
Andere Nagetiere: 8
Kaninchen: 12
Krallenfrösche: 6
Zebrabärblinge: 564
Gesamt: 40.121

Gegenüber dem Vorjahr (2014: 42.816 Tiere) ist die Zahl der Versuchstiere somit fast gleich geblieben.

Das MDC nimmt den Tierschutz und die ethische Debatte um Tierversuche sehr ernst. 

Prof. Dr. Martin Lohse, Vorstandsvorsitzender und Wissenschaftlicher Direktor des MDC und Leiter der Arbeitsgruppe Tierversuche an der Nationalen Akademie der Wissenschaften Leopoldina, sagt: „Wir vermeiden Tierversuche, wo nur irgend möglich. Das Tierschutzgesetz gibt es vor:

Ein Tierversuch ist nur zulässig, wenn keine andere Möglichkeit besteht, eine wissenschaftliche Frage zu beantworten.“

Das MDC unterzeichnete 2012 die internationale Basler Deklaration, die zu höchsten ethischen Standards bei der tierexperimentellen Arbeit verpflichtet und einen offenen Dialog über den Einsatz von Tieren in der Forschung fordert.

„Trotz allen Fortschritten bei der tierversuchsfreien Forschung sind Versuchstiere ein wichtiger und auch heute noch unverzichtbarer Bestandteil der biomedizinischen Forschung. Mit ihrer Hilfe lassen sich biologische Fragen beantworten, bei denen Computersimulationen oder Zellkulturversuche keine Aussagen ermöglichen“, betont Martin Lohse. „Wir schöpfen tierfreie experimentelle Verfahren voll aus und entwickeln sie auch weiter. Wir können auf Tierversuche zwar nicht verzichten, aber prüfen in jedem Fall, ob wir die Zahl der Tiere reduzieren, wie wir möglichst viele Daten aus einem Versuch gewinnen und ob wir den Versuch vollständig durch tierfreie Methoden ersetzen können“, sagt Martin Lohse.

Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des MDC entschlüsseln mit Hilfe von Tiermodellen die Mechanismen von Krankheiten und können so den Grundstein für künftige Therapien legen.

Umprogrammierte Zellen des Immunsystems können zum Beispiel Tumore bekämpfen, wie Forscherteams aus den Gruppen von Prof. Wolfgang Uckert und Prof. Thomas Blankenstein an einem Tiermodell der Maus nachwiesen.

Nun entwickeln die Wissenschaftler auf Grundlage dieser Erkenntnisse eine Krebstherapie für den Menschen.

Vorversuche in Zellkulturen waren ein wichtiger Teil der Entwicklung, führten am Ende jedoch nicht zum Ziel:

• Die Experimente in der Petrischale erlaubten keine Aussage darüber, ob die Immunzellen auch in vivo einen Tumor eliminieren konnten. Das Beispiel zeigt, dass ein Tiermodell häufig nicht ersetzbar ist.

Am MDC nutzen die Forscherinnen und Forscher zahlreiche Ersatz- und Ergänzungsmethoden, die jedem tierexperimentellen Versuch vorangehen.

• Rund zwei Drittel der Forschungsgruppen setzen Zellkulturen und menschliche Gewebeproben ein. 

• Fast die Hälfte arbeitet mit Stammzellen. 

Auch die neue Arbeitsgruppe um die Wissenschaftlerin Dr. Mina Gouti entwickelt aus Stammzellen neuartige Zellkultursysteme, in denen Zellen des Nervensystems und Vorläufer von Muskelzellen gleichzeitig vorliegen.

• Damit sollen die Ursachen neurodegenerativer Erkrankungen besser verstanden werden. 

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360° MFA TOP-Hinweis: Brustkrebs bei den Herren und Männern - Einladung zur Studie am Vatertag 2016

Medizin am Abend Berlin Fazit:  Seltene Diagnose: Brustkrebs bei Männern

Wenn Männer die Diagnose “Brustkrebs” erhalten, sitzt der Schock tief, weil sie meist nicht damit gerechnet haben.

• Auch behandelnde Ärzte und Pflegekräfte sind im Umgang mit dieser für Männer seltenen Erkrankung häufig nicht vertraut. 

Prof. Dr. Nicole Ernstmann, neue Professorin an der Klinik und Poliklinik für Psychosomatische Medizin und Psychotherapie des Universitätsklinikums Bonn, ist die Leiterin eines Forschungsprojektes, das die medizinische und psychosoziale Situation von männlichen Brustkrebspatienten erforscht. 

Ziel ist eine Verbesserung der Behandlungsverfahren. 

 
 Prof. Dr. Nicole Ernstmann von der Forschungsstelle für Gesundheitskommunikation und Versorgungsforschung am Universitätsklinikum Bonn. © Foto: privat
 
Brustkrebs ist die häufigste Tumorart bei Frauen, doch kommt er auch bei Männern vor – wenngleich viel seltener. 

Von etwa 70.000 Neubetroffenen jährlich erkranken daran rund 600 Männer. „Aus früheren Erhebungen wissen wir, dass sich die psychosoziale und medizinische Situation von männlichen Brustkrebspatienten deutlich von der von Frauen unterscheidet“, sagt Prof. Dr. Nicole Ernstmann, seit kurzem Leiterin der neuen Forschungsstelle für Gesundheitskommunikation und Versorgungsforschung der Klinik und Poliklinik für Psychosomatische Medizin und Psychotherapie am Universitätsklinikum Bonn (UKB).

Wenn Männer die Diagnose Brustkrebs bekommen, sei der Schock noch größer als für Frauen, weil männliche Betroffene meist überhaupt nicht damit rechnen, so die Wissenschaftlerin.
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Das Stigma der „typischen Frauenerkrankung“, eine gestörte Sexualität und Körperwahrnehmung können weitere Probleme sein.

Auch auf Seiten der behandelnden Ärzte und Pflegekräfte gebe es häufiger Verunsicherung, weil der Umgang mit männlichen Patienten viel seltener vorkomme. „Es gibt bislang kaum Behandlungskonzepte, die auf Männer mit Brustkrebs zugeschnitten sind“, sagt Prof. Ernstmann.

Erfahrungen von Patienten, Ärzten und Pflegekräften sind gefragt

Zusammen mit der Uniklinik Köln, dem Brustzentrum des Klinikums der Universität München und dem Bereich Zertifizierung der Deutschen Krebsgesellschaft (DKG) startet die Forschungsstelle am UKB nun das Projekt „N-MALE“, mit dem die medizinischen und psychosozialen Bedürfnisse von männlichen Brustkrebspatienten untersucht werden sollen.

Das Akronym steht für „N“ wie englische „Needs“ (Bedürfnisse) und „MALE“ für männlich. Hierfür sollen sowohl männliche Brustkrebspatienten als auch Ärzte und Pflegekräfte nach ihren Erfahrungen mit der Erkrankung befragt werden.

Das Projekt wird über 24 Monate von der Deutschen Krebshilfe gefördert.

 Ziel ist es, aus den Erfahrungsberichten neue Behandlungsempfehlungen abzuleiten, die zu einer verbesserten Versorgung der männlichen Patienten führen.

„Dabei ist uns besonders wichtig, die Betroffenen von Anfang an in das Forschungsprojekt mit einzubinden“, sagt Prof. Ernstmann. Deshalb arbeitet das Forscherteam mit dem Netzwerk Männer mit Brustkrebs e.V. zusammen.

Die Datenlage zur medizinischen Versorgung und zu den psychosozialen Bedürfnissen männlicher Brustkrebspatienten im Behandlungsverlauf sei bislang nicht zufriedenstellend, bemängelt Peter Jurmeister, Vorstandsvorsitzender des Netzwerks. „Umso mehr begrüßen wir als Patienten das N-Male-Projekt“, sagt er.

Patienten können an der Studie teilnehmen

• Die Rekrutierung von Patienten erfolgt über die Brustkrebszentren mit einer Zertifizierung der Deutschen Krebsgesellschaft e.V. und die Selbsthilfe, so Dr. Christoph Kowalski aus dem Bereich Zertifizierung der DKG. 
• Patienten, die Interesse an einer Teilnahme haben, können sich ab 1. Juni unter folgender E-Mail-Adresse melden: sarah.halbach@ukb.uni-bonn.de.

Verknüpfung von Kommunikations- und Versorgungsforschung

Die neu geschaffene Professur von Prof. Dr. Nicole Ernstmann wird vom Professorinnenprogramm des Bundes und der Länder gefördert. Sie verknüpft auf einzigartige Weise die Kommunikations- mit der Versorgungsforschung. Die Leiterin der Forschungsstelle für Gesundheitskommunikation und Versorgungsforschung der Klinik und Poliklinik für Psychosomatische Medizin und Psychotherapie am Uniklinikum Bonn arbeitete zuvor am Institut für Medizinsoziologie, Versorgungsforschung und Rehabilitationswissenschaft der Universität zu Köln. Da sie vor ihrem Medizinstudium eine Ausbildung zur Krankenschwester absolvierte, kennt sie auch bestens die Situation in der Pflege. Erst seit kurzem am Universitätsklinikum Bonn, hat sich die 41-Jährige bereits sehr gut eingelebt: „Ich schätze die Nähe zu anderen Forschungsdisziplinen auf dem Venusberg und die Kooperationsmöglichkeiten innerhalb des Centrums für Integrierte Onkologie (CIO). Die Wege zu den verschiedenen Kliniken sind hier sehr kurz.“

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Prof. Dr. Nicole Ernstmann
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Klinik und Poliklinik für Psychosomatische Medizin und Psychotherapie
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Tel: 0228/28715763
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Johannes Seiler Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn

Folgen von Schwangerschaftsdiabetes - Glukoseresistenz, Adipositas, Diabetes, Herz-Kreislauf

Medizin am Abend Berlin Fazit:  Das Hühnerei – innovatives Modell zur Untersuchung der Folgen von Schwangerschaftsdiabetes

Studien des Instituts für Biologie der Humboldt-Universität zu Berlin (HU) und der Charité-Universitätsmedizin Berlin liefern einen richtungsweisenden Beitrag zum besseren Verständnis pränataler Risikofaktoren einer erhöhten Adipositas- und Diabetesdisposition.  

• Bei Schwangerschaftsdiabetes führt ein erhöhter Glukosespiegel im Blut zu einer Überernährung des Ungeborenen im Mutterleib. 

• Dauerhaft erhöht sich dadurch das Risiko für Adipositas sowie Diabetes und Herz-Kreislauf-Erkrankungen im Laufe des Lebens. 

• Auch wenn dieser Zusammenhang allgemein anerkannt ist, sind die konkreten Faktoren, die zu einer ‘Fehlprogrammierung‘ der zentralen Regulation von Stoffwechsel, Nahrungsaufnahme und Körpergewicht im Gehirn führen, weitgehend unbekannt. 

Bislang fehlten geeignete Tiermodelle, die die Untersuchung einzelner Faktoren auf die Entwicklung des Fetus und damit die ‘Fehlprogrammierung‘ von Regelsystemen unabhängig, von dem Muttertier, ermöglichen.

Genau hier setzten die Forschungen von PD Dr. Barbara Tzschentke vom Institut für Biologie der HU und Professor Dr. Andreas Plagemann, Wissenschaftler an der Klinik für Geburtsmedizin der Charité-Universitätsmedizin Berlin an. In einem interdisziplinären Forschungsprojekt verfolgten sie das Ziel, ein neues Experimentalmodell zu entwickeln, mit dessen Hilfe der Zusammenhang zwischen einem erhöhten Blutglukosespiegel während der Schwangerschaft und langfristigen Änderungen in den Hirnregionen des Fetus nachgewiesen werden kann.

Dafür injizierte das Team Glukose in Hühnereier, um eine vergleichbare Situation, wie sie beim Schwangerschaftsdiabetes auftritt, zu simulieren.

„Das Hühnerei als ein in sich geschlossenes Entwicklungssystem gibt uns die Möglichkeit, isoliert vom mütterlichen Organismus Mechanismen einer dauerhaften ‘Fehlprogrammierung‘ des zentralen Reglers im Gehirn zu untersuchen.

Ebenso für andere Disziplinen, wie beispielsweise die Psychologie oder die Agrarwissenschaften, bietet das Vogelei ein exzellentes Modell für Untersuchungen pränataler Einflüsse auf die weitere Entwicklung der Nachkommen, auch über Generationen hinweg“, erläutert Tzschentke.

Bereits kurzzeitige Erhöhungen der Blutglukose im letzten Abschnitt der Embryonalentwicklung kurz vor dem Schlüpfen zeigte bei drei Wochen alten Hühnern eine Verringerung der zellulären Glukosesensitivität des zentralen Reglers in Gehirn.

Weiterführende molekulare Analysen ergaben, dass in diesem Zusammenhang auch die Genexpression wichtiger Transportproteine, die das Gehirn und die Zellen mit Glukose versorgen, vermindert ist. 

• Die somit erworbene Glukoseresistenz kann das Risiko, im späteren Leben an Adipositas, Diabetes und Folgeerkrankungen zu leiden, deutlich erhöhen.

 „Damit ist es uns gelungen, ein neues Modell zur Untersuchung der Folgen eines für einen Schwangerschaftsdiabetes typischen erhöhten Glukosespiegels im Blut zu generieren und erfolgreich zu testen“, erklärt Plagemann.

Gefördert von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) hat das Forschungsprojekt von 2009 bis 2015 die Übertragung der Schwangerschaftsdiabetes auf das ungeborene Kind untersucht.

Weitere Informationen
Rancourt RC, Schellong K, Ott R, Bogatyrev S, Tzschentke B, Plagemann A: Acquired alterations of hypothalamic gene expression of insulin and leptin receptors and glucose transporters in prenatally high-glucose exposed three-week old chickens do not coincide with aberrant promoter DNA methylation. PLoS One 10 (2015) e0119213.

Tzschentke B, Bogatyrev S, Schellong K, Rancourt RC, Plagemann A: Temporary prenatal hyperglycemia leads to postnatal neuronal ‘glucose-resistance’ in the chicken hypothalamus. Brain Res. 1618 (2015) 231-240.

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Dr. Barbara Tzschentke
Humboldt-Universität zu Berlin
Institut für Biologie
Tel.: 030 2093-70768
barbara.tzschentke@rz.hu-berlin.de 
Hans-Christoph Keller Humboldt-Universität zu Berlin