Augenkrankheit Glaukom: Grüner Star /Augeninnendruck/Erblindungsursachen

Medizin am Abend Berlin Fazit: Grünen Star dank Biomarkern früh entdecken

Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Ruhr-Universität Bochum haben neue potenzielle Biomarker identifiziert, die helfen könnten, die Augenkrankheit Glaukom, auch bekannt als Grüner Star, bei Patienten früher zu erkennen. 

Außerdem fanden sie heraus, dass die Mutation eines bestimmten Gens bei Mäusen einen erhöhten Augeninnendruck auslöst. 

Der wiederum ist einer der Hauptrisikofaktoren für das Glaukom. 


Susanne Wiemann, Prof. Dr. Andreas Faissner und Dr. Jacqueline Reinhard haben auf molekularer Ebene die Augenkrankheit Grüner Star näher untersucht.
Tim Kramer, RUB
 
Das Team um Dr. Jacqueline Reinhard und Prof. Dr. Andreas Faissner vom Bochumer Lehrstuhl für Zellmorphologie und Molekulare Neurobiologie beschreibt die Ergebnisse gemeinsam mit ihren Kolleginnen und Kollegen der Universitäts-Augenklinik Bochum, der Rheinisch-Westfälischen Technischen Hochschule Aachen, der University of Toronto und der University of Denver.

Der Artikel erschien am 12. Oktober 2018 in der Online-Version der Fachzeitschrift Molecular Neurobiology.

Gezieltes und frühes Eingreifen

Die Forscherinnen und Forscher züchteten Mäuse, bei denen das Gen PTP-Meg2 (protein tyrosine phosphatase megakaryocyte 2) mutiert war. Als Folge hatten die Tiere einen chronisch erhöhten Augeninnendruck.

Das Team konnte nachweisen, dass dieser in ihrem Modell mit einem Verlust von Sehnervfasern und Netzhautzellen einherging. Mittels funktioneller Analysen beobachteten sie, dass auch die Netzhautzellen nicht mehr richtig arbeiteten. Zudem machten sie folgende Entdeckung: Gliazellen und bestimmte Komponenten des Immunsystems zeigten im Sehnerv und in der Netzhaut der Tiere eine Reaktion. Beides könnte im Rahmen der Neurodegeneration eine entscheidende Rolle spielen, sodass ein gezieltes und frühes Eingreifen in diese zellulären Mechanismen das Glaukom aufhalten könnte.

Neue Therapiemöglichkeiten testen

Durch ein genetisches Screening konnten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler weiterhin neue potenzielle Biomarker identifizieren.

Diese könnten zukünftig dafür sorgen, dass eine Glaukom-Erkrankung eher erkannt und Patienten so deutlich früher behandelt werden könnten, noch bevor der Sehnerv und die Netzhaut geschädigt werden.

Das Glaukom-Maus-Modell könnte außerdem zukünftig auch dazu dienen, neue Therapiemöglichkeiten zu testen.

• Schon bei aktuellen Versuchen zeigte sich, dass bei den Tieren der Augeninnendruck sank und die Nervenzellen dadurch erhalten blieben, wenn sie ein bereits bei der Behandlung von Patientinnen und Patienten eingesetztes Medikament erhielten.

Das Glaukom

Das Glaukom zählt mit mehr als 60 Millionen Betroffenen weltweit zu den häufigsten Erblindungsursachen. 

Allein in Deutschland sind etwa eine Million Menschen erkrankt, wobei die Dunkelziffer aufgrund der im Frühstadium häufig unbemerkten Symptome deutlich höher liegen dürfte. 

Beim Glaukom werden der Sehnerv und die Nervenzellen in der Netzhaut unwiderruflich geschädigt.

Förderung

Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) unterstützte die Arbeiten im Rahmen des Projekts FA 159/14-1 und des Sonderforschungsbereichs SFB 509 TPA10. Dr. Jacqueline Reinhard wurde durch die Research School (DFG: GSC 98/1) der Ruhr-Universität Bochum gefördert. Susanne Wiemann wurde durch die Konrad-Adenauer-Stiftung unterstützt.

Grünen Star dank Biomarkern früh entdecken

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Dr. Jacqueline Reinhard
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Originalpublikation:

Jacqueline Reinhard, Susanne Wiemann, Stephanie C. Joachim, Marina Renner, Julia Woestmann, Bernd Denecke, Yingchun Wang, Gregory P. Downey, Andreas Faissner: Heterozygous meg2 ablation causes intraocular pressure elevation and progressive glaucomatous neurodegeneration, in: Molecular Neurobiology, 2018, DOI: 10.1007/s12035-018-1376-2.

TOP - CAVE: Die Patientenbrillen als Keimträger / MRSA-Sanierung bitte

Medizin am Abend Berlin Fazit: Gesundheitsrisiko Brille?

Kann ich mich an meiner eigenen Brille anstecken? 

Und wie sollte ich sie reinigen, um eine Infektionsgefahr gering zu halten? 

Brillen kommen häufig mit Händen und Haut in Berührung – doch über die mikrobielle Besiedlung dieser Alltagsgegenstände ist bislang kaum etwas bekannt. 

Eine Studie untersucht nun erstmals umfassend die Mikroflora von Brillen. 

Der Studienleiter ist der Mikrobiologe Prof. Dr. Markus Egert von der Hochschule Furtwangen, der bekannt ist für seine Untersuchungen zur Keimbelastung von Küchenschwämmen und anderen Gebrauchsgegenständen. 

Sein Buch „Ein Keim kommt selten allein“ ist im August im Ullstein-Verlag erschienen. 

Bakterielle Besiedlung - der Rahmen der Brille zeichnet sich ab. Theresa Mühlbauer
 
Im Jahr 2018 gab es in der deutschsprachigen Bevölkerung ab 14 Jahren rund 44,2 Millionen Personen, die ständig oder gelegentlich eine Brille trugen.

Es gibt zwar Untersuchungen über die Keimbelastung von Brillen für Chirurgen oder für 3D-Brillen, welche in Kinos verliehen werden, doch zu den ganz regulären Brillen für Alt und Jung fehlten bislang die wissenschaftlichen Erkenntnisse.

Für die Studie wurden insgesamt 31 Brillen an je sieben Stellen (Rahmen, Nasenpolster, Gläser) mit Tupfern beprobt und nach der Anzucht auf Nährmedien die vorhandenen Bakterien untersucht.

21 Brillen stammten von Studierenden und Mitarbeitern der Hochschule Furtwangen, zehn von Bewohnern eines Altenheims.

„Alle untersuchten Brillen waren bakteriell besiedelt“, erläutert Prof. Dr. Markus Egert.

„Am stärksten an Stellen mit direktem Hautkontakt wie Ohrbügel und Nasenpolster.

• Die geringste Keimdichte fand sich auf den Gläsern.“ 

Gemessener Spitzenwert waren 660.000 Bakterien/cm2 auf einem Nasenpolster.

Im Mittel über alle Stellen waren die Hochschul-Brillen nicht stärker besiedelt als die Altenheim-Brillen:

1.400 im Gegensatz zu 2.080 Bakterien/cm2. Auf den Gläsern der Altenheim-Brillen wurden aber deutlich mehr Bakterien als auf den Hochschul-Brillen nachgewiesen (230 Bakterien/cm2 gegenüber 40 Bakterien/cm2).

Eine mögliche Erklärung dafür:

Die altersbedingte Sehschwäche der Seniorenheimbewohner fördert die Verkeimung der Gläser, weil sie diese seltener reinigen, denn Fingerabdrücke oder ähnliche Verschmutzungen auf den Gläsern fallen ihnen weniger auf. 

Auf den Altenheim-Brillen zeigte sich zudem eine höhere Vielfalt an Bakterien (zehn Gattungen im Gegensatz zu zwei Gattungen auf den Hochschul-Brillen). Dazu passt: Auch die Hautflora wird mit zunehmendem Alter vielfältiger.

Identifiziert wurden vor allem typische Haut- und Schleimhautbakterien, vor allem der Gattung Staphylococcus. 

Der Anteil an potentiell pathogenen, also potentiell gesundheitsschädlichen Bakterienarten lag bei rund 60%.

• Diese Bakterien können vor allem bei Menschen mit einem geschwächten Immunsystem Krankheiten auslösen. 

• Es wurden auch Auslöser von Augenerkrankungen wie Bindehautentzündung oder Endophthalmitis gefunden, etwa Staphylococcus epidermidis, Staphylococcus hominis und Staphylococcus aureus. 
•  Von diesen Arten sind auch Antibiotika-resistente Varianten bekannt.

Mit standardisierten Reinigungs-Tests wurde schließlich gezeigt, dass sich durch Abreiben von Gläsern und kompletten Brillen mit feuchten Brillen-Reinigungstüchern eine Keimreduktion um 94 - 99% erreichen lässt. 

Dabei wurden auch Reinigungstücher mit einer alkoholfreien Reinigungslösung getestet, die schonender zu Gestellen aus Kunststoff ist.

• Eine trockene Reinigung war weniger effektiv beim Entfernen von Keimen und erzielte 85 - 90% Reduktion.

„Die Studie zeigt deutlich, dass Brillen als Keimträger fungieren“, wertet Prof. Dr. Markus Egert. In weiteren Studien soll gezeigt werden, ob Zusammenhänge zwischen der Brillenflora und wiederkehrenden Augeninfektionen bestehen können, also ob eine Brille als eine Art Erreger-Reservoir fungieren kann.

• Weiterhin soll untersucht werden, ob Brillen auch Verstecke für Antibiotika-resistente Keime wie MRSA (Multi-resistenter Staphylococcus aureus) sein können, insbesondere im klinischen Umfeld.

„Für gesunde Menschen stellt ihre Brille sicher kein besonderes Infektionsrisiko dar“, beruhigt Prof. Dr. Markus Egert.

„Bei häufig wiederkehrenden Augeninfekten oder einer nötigen MRSA-Sanierung sollte aber auch an eine Desinfektion der Brille gedacht werden.“

Veröffentlichung
Titel des Papers: A view to a kill? - Ambient bacterial load of frames and lenses of spectacles and evaluation of different cleaning methods
Zeitschrift: PLOS One, https://doi.org/10.1371/journal.pone.0207238 (open access)

Forschungsprojekt: Kooperationsprojekt der Hochschule Furtwangen mit der Carl Zeiss Vision International GmbH (Aalen), der Universitäts-Augenklinik Tübingen und den Laborärzten Singen im Rahmen des vom Bundesministerium für Bildung und Forschung geförderten Projektes CoHMed (Connected Health in Medical Mountains), mit dem die Kooperation zwischen der Hochschule Furtwangen und der regionalen Medizintechnik-Industrie gefördert wird.

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Originalpublikation:

Zeitschrift: PLOS One, https://doi.org/10.1371/journal.pone.0207238

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CAVE: Rettungsstelle-KANZEL: Kokainstreckmittel - Hirnschäden / Cannabis / LDS

Medizin am Abend Berlin Fazit: Kokainstreckmittel steht im Verdacht, Hirnschäden zu verursachen

Wer regelmässig Kokain konsumiert, das mit dem Tierentwurmungsmittel Levamisol gestreckt wurde, zeigt schlechtere kognitive Leistungen und verfügt über eine dünnere Hirnrinde. 

Dies geht aus zwei aktuellen Studien der Universität Zürich hervor. 

• Die Forschenden schliessen daraus, dass Levamisol neurotoxisch wirken könnte und plädieren für den Ausbau sogenannter Drug-Checking-Programme. 

 
Kokain ist nach Cannabis die am zweithäufigsten konsumierte illegale Substanz weltweit und wird für den Handel auf der Strasse meist gestreckt. 

Vor zehn Jahren tauchte neben herkömmlichen Streckmitteln wie Lokalanästhetika, Schmerzmittel und Koffein eine neue Substanz auf, die in Europa und Nordamerika inzwischen weit verbreitet ist:

Das Tierentwurmungsmittel Levamisol. Warum Levamisol dem Kokain zugesetzt wird, ist nicht vollständig geklärt. Es wird aber vermutet, dass es die Wirkung des Kokains verstärkt oder verlängert.

• Bekannt ist, dass Levamisol bisweilen zu starken Nebenwirkungen wie Blutbild- und Gefässveränderungen führt. 

• In frühen Tierversuchen zeigte sich zudem, dass die Substanz das Nervensystem angreifen kann. 

Ein Team von Forschenden der Psychiatrischen Universitätsklinik und des Instituts für Rechtsmedizin der Universität Zürich untersuchte nun, inwiefern das verbreitete Streckmittel die kognitiven Leistungen und die Hirnstruktur von Kokainkonsumenten beeinträchtigt und so negative Effekte des Kokains auf das Gehirn verstärkt.

Höhere Levamisolbelastung, tiefere Hirnleistungen

Um den Kokainkonsum und die Levamisolbelastung einzuschätzen, analysierten die Wissenschaftler Haarproben ihrer Studienteilnehmenden.

Auf dieser Basis untersuchten sie die intellektuelle Leistungsfähigkeit von Kokainkonsumenten mit hohen Levamisolwerten (mehr als 25% im Verhältnis zum Kokain) und solchen mit tiefen Levamisolwerten (weniger als 25% im Verhältnis zum Kokain) und verglichen sie mit einer Kontrollgruppe von Nicht-Konsumenten.

Wie erwartet, zeigten die Kokainkonsumenten in allen gemessenen Bereichen – Aufmerksamkeit, Arbeitsgedächtnis, Langzeitgedächtnis und höhere Planungsfunktionen – schlechtere Leistungen als Nicht-Konsumenten. 

• Allerdings waren Kokainkonsumenten, die zudem eine hohe Levamisolbelastung aufwiesen, in den höheren Planungsfunktionen nochmals wesentlich stärker beeinträchtigt als solche mit einer tiefen Levamisolbelastung und dies obwohl sich die beiden Gruppen in ihrem Kokainkonsum nicht unterschieden.

Veränderungen in der Gehirnstruktur

In einer zweiten, unabhängigen Studie untersuchten die Forscher mittels Magnetresonanztomographie (MRT), ob sich Kokainkonsumenten mit tiefer respektive hoher Levamisolbelastung auch in ihrer Hirnanatomie unterscheiden.

Tatsächlich zeigte sich derselbe Effekt auch hier:

Bei Kokainkonsumenten mit hohen Levamisolwerten war die Hirnrinde des mittleren Stirnhirnes klar dünner – eine Region, die wiederum mit den höheren Planungsfunktionen in Verbindung gebracht wird.

Besserer Schutz dank Drogen-Checks

Die beobachteten funktionellen und strukturellen Veränderungen im Gehirn liefern für Forschungsleiter Boris Quednow deutliche Hinweise dafür, dass Levamisol bei Kokainkonsumenten neurotoxisch wirken könnte:

 «Wir gehen davon aus, dass nicht nur das Kokain selbst das Gehirn verändert, sondern das Streckmittel Levamisol zusätzlich schädigend wirkt.

Kognitive Beeinträchtigungen, die Kokainkonsumenten ohnehin schon aufweisen, verschlimmern sich dadurch möglicherweise.» 

Der UZH-Professor und seine Forschungskollegen plädieren deshalb dafür, im Rahmen staatlicher Schadensvermeidung sogenannte Drug-Checking-Programme auszubauen.

«Auf diese Weise können Konsumenten die Reinheit der erworbenen Substanz testen lassen und sich vor extrem Levamisol-belasteten Kokainproben besser schützen», so Quednow.

Kokainstreckmittel steht im Verdacht, Hirnschäden zu verursachen

Medizin am Abend Berlin Fazit: Wie LSD das Gehirn beeinflusst

LSD verändert die Kommunikationsmuster zwischen den Hirnregionen. Dies zeigt eine neue Studie von Forschenden der Universitäten Zürich und Yale. 

Sie liefert auch Hinweise darauf, wie psychische Störungen sich entwickeln und wie sie behandelt werden könnten. 
 
Mit Hilfe von Hirnbildgebung haben die Forschenden untersucht, wie sich LSD auf das Gehirn gesunder Teilnehmerinnen und Teilnehmer auswirkt. In durch LSD veränderten Bewusstseinszuständen ist die Kommunikation zwischen den Hirnarealen, die an der Planung und Entscheidungsfindung beteiligt sind, reduziert. Gleichzeitig erhöht LSD die Kommunikation zwischen Hirnarealen, die für sensorische Empfindung und Bewegung zuständig sind.

Therapeutische Wirkung von LSD

Zudem fanden die Wissenschaftler anhand von Mustern der Gehirnaktivität heraus, dass die durch LSD veränderten Kommunikationsmuster von der Stimulation eines bestimmten Rezeptors im Gehirn, dem Serotonin A-Rezeptor, abhängen.

«Blockierten wir diesen Rezeptor mit der Substanz Ketanserin, wirkte LSD nicht mehr», erklärt Katrin Preller, Hauptautorin der Studie von der Universität Zürich und derzeit Gastprofessorin an der Yale Universität.

In den letzten Jahren haben sich Wissenschaftler zunehmend für Psychedelika zur Behandlung von psychischen Störungen wie Depression interessiert.

Depressive Patientinnen und Patienten leiden an stark gedrückter Stimmung, haben oft eine erhöhte Selbst-Fokussierung und verminderte Serotoninwerte. 

Erste Studien an der UZH haben gezeigt, dass Psychedelika wie LSD diese Symptome lindern könnten.

Gezieltere Behandlung von Schizophrenie

Andererseits sind Störungen der sensorischen Wahrnehmung und des Denkens, wie sie LSD auslöst, vergleichbar mit den Veränderungen im Denken und in der Wahrnehmung bei psychischen Krankheiten.

«Daher könnten sich die neuen Studienresultate direkt auf die Behandlung von psychotischen Symptomen, wie sie in der Schizophrenie auftreten, auswirken», sagt Franz Vollenweider, Professor an der Psychiatrischen Universitätsklinik Zürich.

Obwohl Medikamente zur Behandlung der Schizophrenie eine Reihe von Serotonin-Rezeptoren blockieren, sprechen nicht alle Patienten auf die Behandlung an.

CAVE: «Aufbauend auf den hier gefundenen Aktvitätsmustern, könnten Kliniker langfristig einzelne Patienten identifizieren, die am ehesten von Medikamenten mit spezifischen Serotonin-Wirkmechanismen profitieren werden», erklärt Katrin Preller.

Dr. Katrin Preller
Psychiatrische Universitätsklinik Zürich
Tel. +41 44 384 26 25
E-Mail: preller@bli.uzh.ch

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Originalpublikation:

Katrin H. Preller, Joshua B. Burt, Jie Lisa Ji, Charles Schleifer, Brendan Adkinson, Philipp Stämpfli, Erich Seifritz, Grega Repovs, John H. Krystal, John D. Murray, Franz X. Vollenweider, Alan Anticevic. Changes in global and thalamic brain connectivity in LSD-induced altered states of consciousness are attributable to the 5-HT2A receptor. eLife. October 25, 2018. DOI: 10.7554/eLife.35082

Wie LSD das Gehirn beeinflusst

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Originalpublikation:

Vonmoos M, Hirsiger S, Preller KH, Hulka LM, Allemann D, Herdener M, Baumgartner MR, Quednow BB. Cognitive and neuroanatomical impairments associated with chronic exposure to levamisole-contaminated cocaine. Translational Psychiatry. October 27, 2018. DOI 10.1038/s41398-018-0279-3

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