Würzburg. Die COVIDOM-Studie hat gezeigt, dass dem Entzündungssturm einer akuten COVID-19-Erkrankung häufig das Post-COVID-Syndrom (PCS) folgt. Das PCS umfasst eine Vielzahl von Symptomen, die die Betroffenen im Alltag zum Teil stark einschränken. Typisch sind chronische Erschöpfung bis hin zur Myalgischen Enzephalomyelitis/Chronic Fatigue Syndrome (ME/CFS) sowie Konzentrationsstörungen (Brain Fog), Atemnot und eingeschränkte Leistungsfähigkeit auch nach mildem Verlauf. Diese Beschwerden können Wochen bis Monate anhalten und die Lebensqualität erheblich beeinträchtigen. Weitere häufige Symptome wie Muskelschmerzen und Schlafstörungen führen in der Folge oft zu einer starken psychischen Belastung. Die Vielzahl und Überlappung der Symptome erschweren die Diagnose und die Abgrenzung zu anderen Syndromen.

Post-COVID verstehen: Ziele der Studie COVIDOM+ 

In der Folgestudie COVIDOM+ wollen die Universitätskliniken Kiel, Berlin und Würzburg nun die langfristigen gesundheitlichen Folgen einer SARS-CoV-2-Infektion, insbesondere das PCS, untersuchen. Das Bundesministerium für Gesundheit (BMG) fördert COVIDOM+ mit insgesamt 4,9 Millionen Euro für die Projektjahre 2025 und 2026. Damit knüpft COVIDOM+ nahtlos an COVIDOM an, das als populations-basierte Plattform im Rahmen des Nationalen Pandemie-Kohorten-Netzwerks (NAPKON) über das Netzwerk Universitätsmedizin (NUM) durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung gefördert wurde.

Die bereits etablierte bevölkerungsbasierte COVIDOM-Kohorte umfasst 3.634 mit SARS-CoV-2 infizierte Personen, die in den Regionen Schleswig-Holstein, Unterfranken und Berlin-Neukölln mit Hilfe der lokalen Gesundheitsämter rekrutiert wurden. 

Score zur Einschätzung des Schweregrads des PCS 

„Das COVIDOM-Projekt lieferte kontinuierlich neue und wichtige Erkenntnisse: Wir kennen jetzt die Faktoren, die die Wahrscheinlichkeit des Auftretens eines Post-Covidom-Syndroms bestimmen; ein Score zur Einschätzung des Schweregrads des PCS ist in die Routine eingeführt und die Rolle von depressiver Verstimmung und Fatigue ist genau charakterisiert. Diese Forschungsergebnisse helfen uns direkt, die Versorgung dieser wichtigen Patientengruppe zu verbessern“, sagt Prof. Dr. Stefan Störk, der am Deutschen Zentrum für Herzinsuffizienz (DZHI) die Forschungsprofessur Klinische Forschung und Epidemiologie innehat. Gemeinsam mit Prof. Dr. Peter Heuschmann, Vorstand des Instituts für Klinische Epidemiologie und Biometrie (IKE-B), leitet Stefan Störk auf dem Gelände des Uniklinikums Würzburg die gemeinsame klinisch epidemiologische Untersuchungsstraße am DZHI, in der neben COVIDOM auch andere Studien, wie STAAB und STAAB-COVID durchgeführt werden. 

Würzburger STAAB-Studienteilnehmende sind wertvolle Kontrollgruppe 

„Schon während der Pandemie haben wir in Würzburg bedeutende Strukturen auf- und ausgebaut, die jetzt für die Analyse spezifischer Langzeitfolgen sehr hilfreich sind. So wurden alle Teilnehmerinnen und Teilnehmer der STAAB-Studie, einer populationsbasierten Studie zu frühen Stadien der Herzinsuffizienz, zur STAAB-COVID-Studie eingeladen. Viele von ihnen hatten zum Zeitpunkt des Studieneinschlusses noch keine COVID-Infektion, so dass sie als wertvolle Kontrollgruppe für die Unterscheidung zu COVID- und Pandemie-spezifischen Verläufen dienen“, erklärt Peter Heuschmann. 

Neue Erkenntnisse für die Entwicklung klinischer Leitlinien 

„Die Nachfolgestudie COVIDOM+ soll uns helfen, die Häufigkeit, Schwere und Langzeitfolgen des Post-COVID-Syndroms besser zu verstehen. Wir wollen herausfinden, wie Infektionszeitpunkt, Impfstatus und Krankheitsverlauf, aber auch bestehende Vorerkrankungen die Entwicklung von PCS beeinflussen und dabei unterschiedliche Ausprägungen, sogenannte Phänotypen, erkennen und diese von anderen postinfektiösen Erkrankungen wie dem chronischen Erschöpfungssyndrom abgrenzen“, erklärt Prof. Dr. Jan Heyckendorf, Direktor der Klinik für Innere Medizin I des UKSH, Campus Kiel, und Projektleiter von COVIDOM+. „Die gewonnenen Erkenntnisse sollen zur Entwicklung klinischer Leitlinien beitragen und die Versorgung der Betroffenen durch präzisere Diagnose- und Behandlungskonzepte verbessern“, ergänzt PD Dr. Thomas Bahmer, Co-Studienleiter von COVIDOM+.

Für eine präzise Langzeitbeobachtung umfasst die Studie mehrere Nachuntersuchungen, die im jährlichen Abstand nach dem ersten Untersuchungstermin stattfinden. Hierüber können Veränderungen bezüglich des Verlaufs des Post-COVID-Syndroms (PCS) systematisch dokumentiert werden. Dazu werden umfassende Gesundheitsdaten und biologische Proben wie Blut, Speichel und Stuhl archiviert, die eine detaillierte molekulare und klinische Analyse der Auswirkungen von PCS ermöglichen.

Weitere Informationen zu COVIDOM und Publikationen finden Sie hier. 
 

Würzburg. Weltweit sind etwa zwei bis vier Prozent der Bevölkerung vom Fibromyalgie-Syndrom (FMS) betroffen. Da die Symptome unspezifisch sind und die Diagnose schwierig ist, wird von einer hohen Dunkelziffer ausgegangen. Die Betroffenen leiden unter Schmerzen, chronischer Müdigkeit und Schlafstörungen, Konzentrationsproblemen und vegetativen Beschwerden. Psychische Belastungen wie Depressionen und Angststörungen sind häufige Begleiter. Das FMS ist nicht heilbar, aber individuell angepasste Therapien wie Bewegung, Schmerzmanagement und psychologische Unterstützung können die Lebensqualität der Betroffenen deutlich verbessern.

Geschlechtsspezifische Unterschiede in Häufigkeit, Symptomschwere und Diagnostik

Prof. Dr. Nurcan Üçeyler, leitende Oberärztin in der Neurologie des Universitätsklinikums Würzburg (UKW), und ihr Team gewannen jetzt wichtige Erkenntnisse auf der Suche nach objektiven und messbaren Biomarkern für die Diagnose und Therapie bei Männern mit FMS. Das Fibromyalgie-Syndrom unterscheidet sich deutlich zwischen den Geschlechtern, was die Häufigkeit, die Schwere der Symptome und den Weg zur Diagnose betrifft. So ist die Mehrzahl der Betroffenen Frauen, allerdings wird auch von einer hohen Fallzahl unter Männern ausgegangen, die in wissenschaftlichen Studien zur Fibromyalgie allerdings meist unterrepräsentiert sind. Die Unterschiede verdeutlichen, wie wichtig es ist, geschlechtsspezifische Ansätze in der Behandlung und Diagnostik zu berücksichtigen, um die Versorgung der Betroffenen zu verbessern.

Beim Fibromyalgie-Syndrom sind kleine schmerzleitende Nervenfasern – small fibers - geschädigt

Die Arbeitsgruppe Üçeyler wies bereits vor elf Jahren nach, dass bei Frauen mit FMS die kleinkalibrigen schmerzleitenden Nervenfasern, die so genannten small fibers, geschädigt sind (Studie und Pressemeldung). Nun erweiterte die AG mit ihrer rein männlichen Kohorte das Verständnis der Pathophysiologie des Schmerzes bei FMS, indem sie bei Männern den Schmerz charakterisierten und die Nervenfasern auf morphologischer und funktioneller Ebene bewerteten. Die Ergebnisse der Studie „Pain and small fiber pathology in men with fibromyalgia syndrome” wurden in der Fachzeitschrift Pain Reports veröffentlicht.

In dem von der Else Kröner-Fresenius-Stiftung (EKFS) teilgeförderten Projekt wurden 42 Männer mit FMS in einem umfassenden Untersuchungsprogramm unterzogen, das ein schmerzbezogenes Interview, eine Fragebogenerhebung, eine neurologische Untersuchung, elektrophysiologische Tests sowie spezielle Untersuchungen der kleinkalibrigen Nervenfasern, konkret der dünn-myelinisierten Aδ- und der unmyelinisierten C-Nervenfasern, umfasste. Die Untersuchung der small fibers, die für die Schmerzwahrnehmung und das Temperaturempfinden verantwortlich sind und deren Endigungen in der Haut lokalisiert sind, beinhaltete die Entnahme von Hautstanzbiopsien, die korneale konfokale Mikroskopie, bei der die Morphologie der kleinen Nervenfasern in der Hornhaut analysiert wurde, sowie die quantitative sensorische Testung, bei der die Reaktionsfähigkeit des Patienten auf Reize untersucht wurde.

Je stärker die Nerven in der Haut betroffen sind, desto umfassender scheinen die Schmerzsymptome zu sein

„Wir fanden heraus, dass Männer mit FMS vor allem über generalisierte und dauerhafte Schmerzen mit zusätzlichen Schmerzattacken und meist drückendem Schmerzcharakter berichten“, berichtet Nurcan Üçeyler. 
Im Vergleich zu gesunden Kontrollpersonen war bei Männern mit FMS die Nervenversorgung sowohl in der Haut als auch in der Hornhaut des Auges reduziert, was auf eine neurologische Beteiligung bei FMS hinweist. Auch die Funktion der kleinen Nervenfasern war im Vergleich zu gesunden Männern beeinträchtigt. Männer mit FMS benötigten stärkere Reize, um Wärme oder Kälte wahrzunehmen, und einen stärkeren Druck, um Schmerzen auszulösen.

„Interessanterweise ergab eine Korrelationsanalyse, dass Patienten mit FMS und reduzierter Hautinnervation über Schmerzen in mehr Körperregionen berichteten als Personen mit normaler Hautnervenversorgung“, erzählt die Erstautorin Betty Feulner, die die Studie im Rahmen ihrer Dissertationsarbeit in der Arbeitsgruppe durchgeführt hat und jetzt auch als Assistenzärztin an der Neurologischen Klinik tätig ist. Dies sei ein wichtiger Befund, der auf einen Zusammenhang zwischen dem Schweregrad der kutanen Denervierung, also der Reduzierung der Hautnerven, und der Symptomlast hindeute. Mit anderen Worten: Je stärker die Nerven in der Haut betroffen sind, desto ausgeprägter scheinen die Schmerzsymptome zu sein. Weitere Untersuchungen sollen Weg in die klinische Praxis ebnen

Damit zeigt das Team aus der Neurologie in Zusammenarbeit mit Privatdozent Daniel Kampik von der Würzburger Augenklinik und Prof. Rayaz A. Malik von Weill Cornell Medicine in Doha (Katar) erstmals, dass auch bei Untergruppen von Männern mit FMS eine Kleinfaserpathologie vorliegt, die mit der Schmerzintensität und dem Nervenfaserverlust in der Hornhaut korreliert. „Auch wenn wir unsere Ergebnisse noch nicht direkt in die Klinik übertragen können, so liefern wir doch wichtige Erkenntnisse auf der Suche nach objektiven und messbaren Biomarkern für die Diagnostik und Therapie von FMS“, fasst Nurcan Üçeyler zusammen. Entscheidend wird nun sein, den diagnostischen und therapeutischen Wert der Ergebnisse weiter zu untersuchen, um den Weg in die klinische Praxis zu ebnen.

Publikation:
Feulner, Betty; Gross, Franziska; Evdokimov, Dimitar; Malik, Rayaz A.; Kampik, Daniel; Üçeyler, Nurcan,*. Pain and small fiber pathology in men with fibromyalgia syndrome. PAIN Reports 9(6):p e1212, December 2024. | DOI: 10.1097/PR9.0000000000001212

Text: KL / Wissenschaftskommunikation
 

Würzburg. Eine so enge Verknüpfung von klinischer und Grundlagenforschung in der Schmerzmedizin mit einer innovativen Fragestellung gebe es nirgendwo sonst in Europa, war eine der zahlreichen Rückmeldungen der von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) berufenen Gutachter, nachdem sie sich zum Ende der ersten Förderperiode ein Bild von der Klinischen Forschungsgruppe (KFO 5001) ResolvePAIN gemacht hatten. Schmerzen auflösen, der Name ist Programm. Konkret will die Forschungsgruppe verstehen, wie Schmerzen nach einer Nervenschädigung wieder abklingen. „Solche Nervenschäden können verschiedene Ursachen haben, zum Beispiel eine Chemotherapie, die Operation eines Narbenbruchs, ein komplexes regionales Schmerzsyndrom oder Erkrankungen des Immunsystems, die die Nerven angreifen. Wir untersuchen sowohl die zugrundeliegenden biologischen Prozesse, die zur Schmerzlinderung beitragen, als auch Faktoren, die vorhersagen können, ob und wie schnell sich der Schmerz zurückbildet“, sagt Professorin Dr. Heike Rittner, Inhaberin des Lehrstuhls für Schmerzmedizin am Universitätsklinikum Würzburg und wissenschaftliche Leiterin der Forschungsgruppe. Sprecherin von ResolvePAIN ist die leitende Oberärztin der Neurologie, Professorin Dr. Claudia Sommer.

Interdisziplinäres Team aus Würzburg, Leipzig, Berlin und New York

21 Forscherinnen und Forscher aus Wissenschaft und Klinik widmen sich bei ResolvePAIN in neun Arbeitsgruppen und einem zentralen Serviceprojekt interdisziplinär und mit differenzierten Fragestellungen den Mechanismen des Schmerzes und seiner Rückbildung. Aus Würzburg sind der Lehrstuhl Schmerzmedizin sowie die Kliniken beziehungsweise Institute für Anästhesiologie, Neurologie, Chirurgie, Innere Medizin, Neuroradiologie, Psychiatrie und Klinische Neurobiologie beteiligt.
Als Kooperationspartner konnten das Institut für Biologie, Tier- und Verhaltensphysiologie der Universität Leipzig, das Institut für Klinische Physiologie - Ernährungsmedizin der Charité - Universitätsmedizin Berlin sowie das Department of Psychiatry des University of Rochester Medical Center in New York gewonnen werden. Als so genannter Mercator Fellow unterstützt Prof. Paul Geha aus den USA für zwei Monate im Jahr die Forschungsgruppe bei der Suche nach im funktionellen MRT sichtbaren Korrelaten chronischer Schmerzen und deren Rückbildung im Gehirn.

Brücken zwischen Grundlagenforschung und klinischer Forschung 

Derzeit laufen verschiedene klinische Studien zu Nervenschädigungen durch Chemotherapien, Narbenhernienoperationen, dem komplexen regionalen Schmerzsyndrom oder Autoimmunneuropathien. Ergänzend wird intensive Grundlagenforschung betrieben: Sie reicht von Untersuchungen an der Fruchtfliege zu Mechanismen im Rückenmark über Zell- und Gewebemodelle wie Neuronen aus IPS-Zellen, 3D-Modelle der Spinalganglien und Barrieremodelle bis hin zu präklinischen Studien zur Nervenschädigung, zum Beispiel bei Barrieren oder der Bortezomib-induzierten Polyneuropathie. Weitere Schwerpunkte sind neuroimmune Mechanismen sowie zentrale Prozesse und die Interaktion zwischen peripherem und zentralem Nervensystem, die mit Methoden wie fMRI, sozialen Interventionen, 7-Tesla-MRT und Mikroneurographie untersucht werden. 

Ärztinnen und Ärzte, die sich neben ihrer klinischen Tätigkeit auch wissenschaftlich engagieren wollen, erhalten in den Clinician and Advanced Clinician Scientist Programmen Freiräume für ihre Forschung. „Durch die Ausbildung forschungsorientierter Ärztinnen und Ärzte können wir langfristig Brücken zwischen Grundlagenforschung und klinischer Anwendung schlagen”, sagt Heike Rittner. Sie ist stolz auf ihre engagierten und gemischten Teams. Bis auf eine Ausnahme ist bei jedem Projekt auch eine Frau in der Projektleitung. 

8 Millionen Euro für weitere 4 Jahre 

Die bisherigen Strukturen, Projekte und Ergebnisse haben die Jury überzeugt. Die DFG unterstützt die Forscherinnen und Forscher in einer zweiten Förderperiode mit über acht Millionen Euro für weitere vier Jahre. 
„Das ist eine einmalige Chance, in dem großen Team der Kliniker:innen und Wissenschaftler:innen die Schmerzforschung sowohl mechanistisch als auch diagnostisch voranzubringen, so dass am Ende den Patientinnen und Patienten mit diesen Erkrankungen passgenau besser geholfen werden kann. Das wird die Universitätsmedizin Würzburg und das Zentrum für interdisziplinäre Schmerzforschung national und international weit sichtbar machen“, freut sich Claudia Sommer. 

Forschungsgruppen der DFG

Mit der Förderung von Forschungsgruppen ermöglicht die DFG Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern, sich aktuellen und drängenden Fragen ihres Faches zu widmen und innovative Arbeitsrichtungen zu etablieren. Sie werden bis zu acht Jahre gefördert. Von den derzeit über 200 geförderten Forschungsgruppen sind zwölf Klinische Forschungsgruppen (KFO), die sich durch eine enge Verzahnung von wissenschaftlicher und klinischer Arbeit auszeichnen. Im Dezember hat der Hauptausschuss der DFG beschlossen, acht neue Forschungsgruppen einzurichten und die Förderung von zwei weiteren Forschungsgruppen sowie einer KFO zu verlängern (Pressemeldung der DFG).

Link zur Klinischen Forschungsgruppe (KFO5001).
Zu den Porträts von Heike Rittner und Claudia Sommer in der Serie #WomenInScience.

Text: Kirstin Linkamp / UKW
 

Würzburg. Chirurgische Eingriffe verbessern die Lebensqualität und sind oft lebensrettend. Doch jede Operation birgt Risiken. Die so genannte perioperative Sterblichkeit ist in den westlichen Industrienationen mit 0,4 bis 0,8 Prozent immer noch überraschend hoch. Im vom Bundesministerium für Gesundheit (BMG) geförderten Projekt KI-PeriOP ist es einem interdisziplinären Konsortium unter klinischer Leitung des Universitätsklinikums Würzburg (UKW) und technischer Koordination durch das Fraunhofer-Institut für Digitale Medizin MEVIS bereits gelungen, ein CE-zertifiziertes System zur klinischen Entscheidungsunterstützung (kurz CDS für clinical decision support) zu entwickeln. Das CDS-System erfasst und analysiert individuelle Risiken und Grunderkrankungen von Patientinnen und Patienten sowie operationsspezifische Risiken und gibt entsprechende leitlinienbasierte Handlungsempfehlungen. „Das Clinical Decision Support Tool unterstützt uns bei der anästhesiologischen Risikoeinschätzung, erhöht die Leitlinien-Adhärenz und optimiert die präoperative Vorbereitung“, fasst Prof. Dr. Patrick Meybohm, Direktor der Klinik und Poliklinik für Anästhesiologie, Intensivmedizin, Notfallmedizin und Schmerztherapie (Anästhesie) am UKW, zusammen.

Telemedizin reduziert unnötige Wege- und Wartezeiten

Im Nachfolgeprojekt TelePeriOP soll nun das anästhesiologische Arzt-Patienten-Gespräch vor der Operation durch ein digitales Videogespräch ergänzt werden. „Was zunächst unpersönlich klingt, ist ein wichtiger Schritt hin zu einer effizienteren und patientenfreundlicheren Gesundheitsversorgung“, erläutert Meybohm. „Anästhesiologische Anamnese- und Aufklärungsgespräche vor Ort sind für unsere Patientinnen und Patienten oft mit erheblichem organisatorischem Aufwand und emotionaler Belastung verbunden. Mit Telemedizin reduzieren wir die Wege und unnötige Wartezeiten“. Termine vor Ort müssen nur dann vereinbart werden, wenn weitere Untersuchungen notwendig sind. Das soll die Zufriedenheit der Patientinnen und Patienten erhöhen - ein positiver Nebeneffekt von TelePeriOP. Hauptziel der multizentrischen, randomisierten, kontrollierten Interventionsstudie an den Universitätskliniken Aachen, Bonn und Würzburg ist es, zu prüfen, ob telemedizinische Anamnese- und Aufklärungsgespräche in Kombination mit einem CDS-System machbar sind und die Gesundheitsversorgung tatsächlich verbessern können.

Klinische Entscheidungsunterstützung und Risikoabschätzung

Die Patientinnen und Patienten geben ihre Daten mit Hilfe des telemedizinischen Softwaresystems „tara“ der Docs in Clouds TeleCare GmbH von zu Hause aus online ein und laden die notwendigen Dokumente hoch. In einem Videogespräch mit dem Anästhesisten werden weitere Fragen geklärt, der Bogen individualisiert und gemeinsam unterschrieben. Alle erhobenen patienten- und operationsspezifischen Daten werden anschließend mit dem CDS-System „Medimir“ des Börm Bruckmeier Verlags zur klinischen Entscheidungsunterstützung und Risikoeinschätzung automatisiert verarbeitet.

Bundesministerium für Gesundheit fördert das Konsortialprojekt mit über 750.000 Euro

Das Forschungsvorhaben TelePeriOP wird vom Bundesministerium für Gesundheit (BMG) mit insgesamt 764.555 Euro gefördert. Neben dem UKW und dem Fraunhofer-Institut für Digitale Medizin MEVIS sind die Universitätskliniken Aachen und Bonn sowie die Fakultät für Angewandte Ethik der RWTH Aachen, der Börm Bruckmeier Verlag und die Docs in Clouds TeleCare GmbH an TelePeriOP beteiligt.
 

Würzburg. Nicht jeder Mensch spürt es, aber etwa jeder dritte Mensch hat im Laufe seines Lebens damit zu tun: Vorhofflimmern. Diese Herzrhythmusstörung, welche zu chaotischen und unregelmäßigen Kontraktionen der Vorhofmuskulatur führt, ist mit einem erhöhten Risiko sowohl für Schlaganfälle als auch für die Entwicklung einer Herzschwäche verbunden. Vorhofflimmern kann sicher und erfolgreich durch eine Katheterablation, also eine Verödungsbehandlung, therapiert werden. Und das Risiko für einen Schlaganfall lässt sich medikamentös durch eine Blutverdünnung stark reduziert. Problematisch wird es, wenn Vorhofflimmern nicht rechtzeitig erkannt wird, vor allem wenn das Herz ohnehin schon geschwächt ist. 

Vorhofflimmern verschlechtert Herzinsuffizienz 

„Der durch das Vorhofflimmern beschleunigte und unregelmäßige Puls verursacht in der Regel deutliche Symptome. Werden diese nicht wahrgenommen, oder bleiben sie aus, sind die Konsequenzen für Patientinnen und Patienten mit einer zugrundeliegenden Herzschwäche weitaus gravierender. Wird ihr Herz durch Vorhofflimmern zusätzlich gestresst, kann sich zum einen die Herzfunktion weiter dramatisch verschlechtern, zum anderen steigt das Risiko für einen Schlaganfall“, fasst Prof. Dr. Thomas Fischer, Leiter der Interventionellen Elektrophysiologie am Universitätsklinikum Würzburg (UKW), die Problematik zusammen. Umso wichtiger ist es, auch asymptomatisches Vorhofflimmern in dieser Risikogruppe frühzeitig zu erkennen, um entsprechende Therapien einzuleiten und im besten Fall das Vorhofflimmern in seiner Entstehung zu beeinflussen.

Adolf und Edith Schießer-Stiftung startet Förderprogramm der Herzinsuffizienz-Forschung 

„Wir wissen, dass Risikofaktoren wie Bluthochdruck, Übergewicht und Diabetes mit dem Auftreten von Vorhofflimmern verbunden sind, aber die grundlegenden Mechanismen und Signalwege sind nicht ausreichend verstanden“, erklärt Dr. Moritz Huttelmaier, Facharzt für Kardiologie und Clinician Scientist am UKW mit dem Schwerpunkt Herzrhythmusstörungen. Bestimmte Signalwege stehen im Verdacht, ursächlich mit dem Auftreten der Herzrhythmusstörungen in Verbindung zu stehen. Welche das bei einer bestehenden Herzschwäche sind, das wollen Moritz Huttelmaier und Thomas Fischer in Kooperation mit der Universitätsklinik Mainz an einer großen Herzinsuffizienz-Kohorte untersuchen Unterstützt werden sie dabei von der neu gegründeten Adolf und Edith Schießer Stiftung mit 10. 000 Euro. 

Adolf Schließer starb an den Folgen einer Herzinsuffizienz. Seine Frau Edith hat deshalb noch vor ihrem Tod verfügt, dass ihr Nachlass im Rahmen einer Stiftung der Herzinsuffizienz-Forschung am UKW zugutekommen soll - mit dem Ziel zukünftigen Erkrankten noch besser und erfolgreicher helfen zu können. Die Stiftung wird von der Bürgerstiftung Würzburg und Umgebung verwaltet und schüttet erstmals die Summe von 10.000 Euro aus. „Wir freuen uns sehr über diese Förderung“, sagt Prof. Dr. Stefan Frantz, Direktor der Medizinischen Klinik und Poliklinik I. „Dank der finanziellen Unterstützung kann Moritz Huttelmaier seine klinische Tätigkeit für kurze Zeit ruhen lassen, und sich voll und ganz dem Forschungsprojekt widmen.“ 

Protein-Screening in der Herzinsuffizienz-Kohorte 

In der Mainzer MyoVasc-Kohorte wurden 3.300 Patientinnen und Patienten aller Stadien der Herzinsuffizienz über einen Zeitraum von sechs Jahren beobachtet. Es wurden zu verschiedenen Zeitpunkten umfangreiche klinische Daten erhoben und biologische Proben einschließlich Serum, DNA, RNA und Zellen analysiert. „Uns interessiert vor allem, welche der 536 analysierten Proteine bei Vorhofflimmern eine entscheidende Rolle spielen“, sagt Moritz Huttelmaier. Erste Vorarbeiten haben bereits gezeigt, dass bei Herzinsuffizienz-Patienten mit Vorhofflimmern einzelne Proteine in unterschiedlicher Quantität vorliegen als bei Herzinsuffizienz-Patienten ohne Vorhofflimmern. „Anschließend schauen wir uns zusätzlich die Herzinsuffizienz-Patienten, die im Studienzeitraum neu Vorhofflimmern entwickelt haben, genauer an und untersuchen, welche Proteine oder Proteinmuster und welche Signalwege hoch- oder herunterreguliert waren.“ Auf diese Weise wollen die Forscher wichtige Schlüsselwege identifizieren, die perspektivisch einen neuen Ansatz bieten, um Vorhofflimmern noch besser zu behandeln. Darüber hinaus hoffen sie, ein Set von Proteinen zu finden, die als Biomarker die Vorhersage von Vorhofflimmern in Zukunft erleichtern könnten. 

Elektrophysiologisch-rhythmologischer Blick auf die MyoVasc-Kohorte

In einer Folgestudie wollen die Würzburger Forscher die Daten der MyoVasc-Kohorte mit elektroanatomischen 3D-Karten verknüpfen, die im Zuge der Katheterablation von Vorhofflimmern erstellt werden. Ziel ist es, einen Biomarker für stark geschädigte Vorhöfe, eine sogenannte Vorhofkardiomyopathie, zu entwickeln.

Weitere Meldungen zum Thema: Puls Field Ablation bei Vorhofflimmern, Universitätsprofessor Dr. Thomas Fischer, Vorhofflimmern – nur jeder zweite spürt Symptome (Deutsche Herzstiftung)
 

Würzburg/Bonn. Mit zunehmendem Alter steigt das Risiko, Polypen in der Darmschleimhaut zu entwickeln. In der Regel sind die einzelnen Zellwucherungen harmlos. Manche Polypen wachsen jedoch und können sich mit der Zeit zu Krebs entwickeln, wenn sie nicht rechtzeitig entfernt werden. Deshalb wird ab dem 50. Lebensjahr eine regelmäßige Vorsorgeuntersuchung empfohlen. Bei einer Darmspiegelung, der so genannten Koloskopie, können Polypen zuverlässig erkannt, klassifiziert und entfernt werden. Anders sieht es bei Patientinnen und Patienten mit der Diagnose „familiäre adenomatöse Polyposis“, kurz FAP, aus. Bei dieser Erbkrankheit bilden sich schon in jungen Jahren hunderte bis tausende von Polypen im Darm. Bei ihnen ist ohne eine entsprechende Behandlung Darmkrebs zu 100 Prozent vorprogrammiert. Häufig wird deswegen eine prophylaktische Entfernung des Dickdarms durchgeführt. Die Operation ist jedoch nicht ungefährlich und kann zu Problemen wie Unfruchtbarkeit, Inkontinenz und häufigem Stuhlgang führen. Deshalb versucht man, den Zeitpunkt der Operation so weit wie möglich hinauszuschieben, was allerdings eine engmaschige Überwachung erfordert. Doch wie zählt man Hunderte von Polypen im Dickdarm, misst ihre Größe und registriert Veränderungen?

Wilhelm Sander-Stiftung fördert das Projekt mit über 200.000 Euro

„Mit KI!“, sagt Prof. Dr. Alexander Hann, Facharzt für Innere Medizin und Gastroenterologie am Uniklinikum Würzburg (UKW) und Professor für Digitale Transformation in der Gastroenterologie. Seine interprofessionelle Arbeitsgruppe Interventionelle und Experimentelle Endoskopie (InExEn) hat gemeinsam mit der Arbeitsgruppe Dr.Hüneburg / Professor Nattermann aus dem Nationalen Zentrum für erbliche Tumorerkrankungen (NZeT) des Universitätsklinikum Bonn ein Forschungsprojekt zur objektiven Bestimmung der Ausdehnung von Dickdarmpolypen bei Patientinnen und Patienten mit FAP entwickelt. Das Projekt mit dem Titel „Darmkrebsvorsorge bei Patientinnen und Patienten mit bekannter familiärer adenomatöser Polyposis (FAP) mittels Eye-Tracking und künstlicher Intelligenz“ wird von der Wilhelm Sander-Stiftung über zwei Jahre mit 204.480 Euro gefördert. Die Stiftung ist eine der bedeutendsten unabhängigen Wissenschaftsförderer der medizinischen Forschung, insbesondere im Bereich der innovativen Krebsforschung.

Eye-Tracking und KI: Polypen mit Blick annotieren und Größe diktieren 

Es sei ein gewagtes Projekt, sagt Hann, aber es baue auf früheren Studien, Erfindungen und Erfahrungen auf, die man alle miteinander „verheiraten“ könne. So hat seine Arbeitsgruppe InExEn mit Endomind eine KI zur Polypenerkennung entwickelt (publiziert in Endoscopy). Mit dem Echtzeit-Polypenerkennungssystem können selbst kleine, kaum sichtbare Polypen mit einem blauen Rahmen für den Untersuchenden hervorgehoben werden. Ein gleichzeitig als Referenz eingeführtes Instrument dient zur Größenabschätzung der Polypen. 
Hinzu kommen nun eine Eye-Tracking-Technologie und eine Spracherkennungssoftware. „Betrachte ich als Untersuchender einen Polypen, weiß die Eye-Tracking-Software genau, wohin mein Blick geht. Diktiere ich dann noch die zuvor anhand des Instruments geschätzte Größe des Polypen, werden diese Informationen verknüpft, und wir wissen, dass Polyp Nummer 4 zum Beispiel 4 oder 10 Millimeter groß ist“, erklärt Alexander Hann. 

KI-Polypenerkennungssystem eröffnet neue Möglichkeiten für die Überwachung von Patienten mit FAP

Als erster Meilenstein wird diese Polypenbewertung mit dem aktuellen Goldstandard verglichen. In einem zweiten Schritt soll das KI-basierte Erkennungssystem mit den gesammelten Daten der annotierten Polypen trainiert werden, um die Polypen erneut zu identifizieren und die Polypengröße zu schätzen. Im Projekt konzentrieren sich die Forscher zunächst auf zwei Dickdarmabschnitte von jeweils 30 Zentimetern. Nach einem Jahr soll die Leistungsfähigkeit der KI evaluiert werden. „Eine positive Bewertung der Leistungsfähigkeit unseres KI-Polypenerkennungssystems wird ganz neue Möglichkeiten für die Überwachung von Patientinnen und Patienten mit FAP eröffnen“, ist sich Alexander Hann sicher. 

„Unser Ziel ist es das Ausmaß der Polypenbelastung zu objektivieren und somit zu standardisieren. Dann kann die Notwendigkeit einer risikomindernden Operation bestimmt werden, was bisher immer vom behandelnden Gastroenterologen und Chirurgen abhängig war. Wir hoffen, dass dies zu weniger Über- oder Unterbehandlung dieser seltenen Erkrankung führen kann“, sagt Dr. Robert Hüneburg. Das Bonner Zentrum ist eines der größten Zentren für die FAP weltweit. 

Text: Kirstin Linkamp / UKW 
 

Würzburg. Sinunasale Tumore sind eine besondere Herausforderung für die Kopf- und Halschirurgie. Um sicherzustellen, dass das bösartige Gewebe in den Nasenhöhlen und Nasennebenhöhlen vollständig entfernt wurde, werden bei herkömmlichen Operationsmethoden oft Gefrierschnitte eingesetzt. Das Gewebe wird sofort eingefroren, damit die Zellstrukturen erhalten bleiben und man sie in dünne Schichten schneiden kann. Die Schichten werden dann unmittelbar in der Pathologie unter dem Mikroskop untersucht. Ein Gefrierschnitt kann also schnell zeigen, ob der Rand des entnommenen Gewebes tumorfrei ist oder ob weitere Entfernungen nötig sind. „Doch oft bleibt eine Unsicherheit, denn sensible Strukturen wie der Sehnerv, die innere Halsschlagader oder das Gehirn lassen sich nicht so einfach untersuchen. Eine Biopsie in diesen Bereichen wäre entweder technisch nicht möglich, zu gefährlich oder würde während der Operation zu lange dauern“, erläutert Privatdozent Dr. med. Miguel Goncalves, Oberarzt in der Klinik und Poliklinik für Hals-Nasen-Ohrenheilkunde (HNO), Kopf- und Hals-Chirurgie am Universitätsklinikum Würzburg.

Gemeinsam mit Prof. Dr.-Ing. Marc Aubreville vom Forschungsinstitut FLAIR (Flensburg Artificial Intelligence Research) der Hochschule Flensburg, arbeitet Miguel Goncalves an einer neuen Methode, mit der die Schleimhaut der Nasen- und Nasennebenhöhlen direkt während der Operation mikroskopisch untersucht werden kann, ohne dass Gewebe entnommen werden muss. KI-gestützte Analysen sollen den Chirurgen navigieren. Das Forschungsprojekt mit dem Titel „Optische Biopsie von sinunasalen Tumoren mittels konfokaler Laserendomikroskopie: Eine klinische und KI-gestützte Auswertung und Visualisierung“ wird von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) mit insgesamt 675.216 Euro gefördert. Auch die Interdisziplinäre Arbeitsgruppe Kopf-Hals-Tumoren (IAG-KHT) der Deutschen Krebsgesellschaft (DKG) sah in dem Projekt Potenzial: Sie zeichnete es mit dem diesjährigen AG-Preis aus.

Modernste Bildgebungstechnologien, KI-gestützte Analysen und chirurgische Navigation

Die Forscher aus den Bereichen Medizin und Informatik setzen in dem Projekt eine konfokale Laserendomikroskopie ein, mit der die Operierenden in Echtzeit detaillierte und hochauflösende Bilder erhalten, die genau zeigen, wie weit sich der Tumor in der Nasenhöhle und in den Nasennebenhöhlen ausgebreitet hat. Der Laser liefert präzises Licht, die konfokale Technik sorgt für scharfe, schichtweise Bilder, und das Endoskop ermöglicht es, diese Bilder direkt vor Ort, also in der Nase zu machen, ohne dass Gewebe entnommen werden muss. „Diese Technologie könnte helfen, schwer zugängliche Bereiche besser zu beurteilen und die Entfernung von Tumoren sicherer und präziser zu machen“, erklärt Miguel Goncalves.

Im Rahmen des Forschungsprojekts werden auch Algorithmen der Künstlichen Intelligenz (KI) entwickelt, die die Bilder analysieren und die Operationsplanung verbessern können. Ein zentraler Aspekt ist dabei die Verknüpfung dieser endoskopischen Echtzeit-Bildgebung mit dreidimensionalen Daten aus CT- und MRT-Aufnahmen. So entsteht ein umfassendes virtuelles Modell, das die Chirurginnen und Chirurgen während der Operation präzise führen kann. Durch die Kombination modernster Bildgebungstechnologien, KI-gestützter Analysen und chirurgischer Navigation hat das Projekt das Potenzial, die Diagnostik und Therapie von seltenen und oft schwer behandelbaren Tumoren im komplexen anatomischen Gebiet der Nasennebenhöhlen deutlich zu verbessern.

Langfristige Verbesserung der Überlebensraten und Lebensqualität 

„Bösartiges Gewebe kann leichter von gesundem Gewebe unterschieden werden, die chirurgische Präzision wird optimiert und durch die vollständige und gleichzeitige minimalinvasive Tumorentfernung werden die Überlebensraten und die Lebensqualität der Patientinnen und Patienten langfristig verbessert“, fasst Miguel Goncalves die Vorteile der neuen Methode zusammen. Durch die schonende Operationsmethode sinkt zudem das Risiko für Komplikationen und Funktionsverluste von gesunden Strukturen. Und: Eine breitere Anwendung dieser Technologien könnte in Zukunft in vielen klinischen Bereichen zur Standarddiagnostik führen und damit allgemein zugänglicher und kostengünstiger werden.
Umfangreiche Vorarbeiten

Das Projekt baut auf umfangreichen Vorarbeiten der Forschungsgruppe zur konfokalen Laserendomikroskopie im Kopf-Hals-Bereich auf, die bereits ein ähnliches DFG-Projekt im Bereich von Mundhöhle, Rachen (Pharynx) und Kehlkopf (Larynx) erfolgreich abgeschlossen hat (DFG). Die Ergebnisse zeigten bereits eine hohe Genauigkeit bei der Klassifizierung von malignem Geweben.

Text: Kirstin Linkamp / UKW