Geförderte 2023/2024

Geförderte Projekte 2023/2024

Dr. med. (Univ. Pécs) Felix Bechtolsheim

Projekttitel: Surgical Performance validated by Crowd-sourced Assessments of technical Skill “SuPer Crowd Skill”
Struktureinheit: Klinik für Viszeral-, Thorax- und Gefäßchirurgie

Projektbeschreibung
Onkologische Eingriffe am Abdomen sind mit einer hohen peri- und postoperativen Morbidität der Patienten verbunden. Jüngste Forschungsarbeiten konnten dabei signifikante Zusammenhänge zwischen der intraoperativen Performance des Operateurs und dem Short-Term-Outcome (z. B. postoperative Komplikationen), aber auch dem Long-Term-Outcome (z.B. Gesamt-Überleben) der operierten Patienten nachweisen.

Im Rahmen dieser Forschungsarbeit soll die intraoperative Performance der Operateure anhand der Auswertung von intraoperativ aufgezeichneten OP-Videos gemessen werden. Dies soll durch die neuartige Kombination einer KI-basierten Bewegungsanalyse der chirurgischen Instrumente mit einer subjektiven Bewertung der chirurgischen Qualität mittels validierter Skalen (z.B. OSATS) erreicht werden. Als weitere Neuheit dieser Studie soll diese subjektive Qualitätseinschätzung durch ein sogenanntes Crowd-sourced Assessments of technical Skill (C-SATS) erreicht werden. Als „Crowd“ wird hier eine große Menge an Bewertern ohne chirurgische Expertise verstanden. Diese können bereits durch geringe Anleitung eine hohe Bewertungsqualität erreichen, vergleichbar mit der Qualität chirurgischer Experten. Die Bewertung durch die „Crowd“ wird online an anonymisierten Videomaterial erfolgen, wobei eine solche Bewertung durch eine ausreichend große „Crowd“ schneller und teilweise besser erfolgen als es eine begrenzte Anzahl chirurgischer Experten könnte.

Ani Cuberi

Projekttitel: Einfluss der Thrombuszusammensetzung und -länge auf das Ansprechen der Thrombektomie– eine in vitro Studie.
Struktureinheit: Institut und Poliklinik für Diagnostische und Interventionelle Radiologie

Projektbeschreibung:
Die mechanische Thrombektomie ist die effektivste Methode zur Behandlung eines proximalen intrakraniellen Gefäßverschlusses bei Patienten mit ischämischem Schlaganfall und seit 2015 Therapiestandard. Trotz technischer und prozeduraler Fortschritte seit der ersten Einführung der Thrombektomie-Techniken wird bei ca. 20% der Patienten keine vollständige Reperfusion des betroffenen Gefäßterritoriums erreicht, was einen negativen Einfluss auf den klinischen Verlauf der Patienten haben kann. Verschiedene Studien deuten darauf hin, dass die Zusammensetzung, Länge und Lokalisation des Thrombus mit dem Therapieansprechen und dem klinischen Verlauf der Patienten assoziiert sind.Im Rahmen dieses Projektes planen wir in einer in vitro Studie den Einfluss zu untersuchen, den die Zusammensetzung der Thromben (fibrinreich vs. erythrozytenreich) sowie deren Länge auf das Therapieansprechen unterschiedlicher Thrombektomie-Techniken und -Materialien ausübt. Zusätzlich soll für verschiedene Kombinationen aus Thrombus und Thrombektomietechnik das Volumen der entstandenen peripheren Embolien erfasst werden. Die Ergebnisse dieser Studie können helfen, die Thrombektomie bei Schlaganfallpatienten im Sinne einer individualisierten Schlaganfalltherapie zu optimieren.

Dr. rer. medic. Sarah Duin

Projekttitel: In vivo-Studie zur Biokompatibilität & Funktionalität neonataler porciner pankreatischer Inseln in 3D-biogedrucken makroporösen Hydrogelkonstrukten
Struktureinheit: Zentrum für Translationale Knochen-, Gelenk- und Weichgewebeforschung

Projektbeschreibung
Diabetes mellitus Typ 1 kann zwar adäquat behandelt werden, jedoch treten bei der überwiegenden Mehrheit der Patienten im Laufe des Lebens schwerwiegende Komplikationen wie z.B. Nierenversagen auf, was bislang nur durch die Transplantation von Langerhans-Inseln verhindert werden kann. Um dem Mangel an Spenderorganen zu begegnen wäre es von Vorteil, tierische Spender, idealerweise neonatale Schweine, zu verwenden. Aufgrund großer immunologischer Unterschiede müssen die Inseln hierbei jedoch über eine Hydrogelkapsel vom Immunsystem abgeschirmt werden, wobei eine große Oberfläche über kürzere Diffusionswege für eine bessere Versorgung und schnellere Reaktion sorgen kann. Wir konnten bereits zeigen, dass neonatale porcine Insel-Cluster in mittels 3D Druck hergestellten Hydrogelkonstrukten über einen längeren Zeitraum überleben und funktional bleiben.

Ziel des Projektes ist die erstmalige Testung dieser Hydrogelkonstrukte im Tierversuch, um sie in vivo auf längerfristige Immunprotektion und Regulation des Blut-Glucose-Spiegels zu testen.

Dr. rer. medic. Sindy Giebe

Projekttitel: Einfluss von Rauchen auf die fetale Gefäßfunktion bei Vorschädigung durch maternalen Gestationsdiabetes
Struktureinheit: Medizinische Klinik und Poliklinik III

Projektbeschreibung
Herz-Kreislauf-Erkrankungen stellen weltweit die häufigste Todesursache dar und werden durch verschiedenste Risikofaktoren bedingt. Rauchen gilt dabei mit über 10 % der kardiovaskulär-assoziierten Todesfälle als wichtigster vermeidbarer Risikofaktor für kardiovaskuläre Erkrankungen.

Neben direkten Effekten auf das Gefäßsystem hat Rauchen auch eine systemische Wirkung im Körper, beeinträchtigt den Blutzuckerspiegel, führt zu Insulinresistenz und begünstigt die Entstehung von Diabetes. Die Prädisposition für kardiovaskuläre Erkrankungen im Erwachsenenalter beginnt bereits vor der Geburt im Mutterleib. Sowohl Rauchen während der Schwangerschaft, als auch Gestationsdiabetes (GDM) sind mit einem erhöhten Risiko für Typ 2-Diabetes und kardiovaskuläre Folgeerkrankungen von Mutter und Kind im späteren Leben assoziiert.

Die molekularen oder funktionellen Zusammenhänge zwischen Rauchen und GDM sowie ihre Auswirkungen auf die Gefäßfunktion und das kardiovaskuläre Risiko im späteren Leben sind bisher nicht hinreichend untersucht. In diesem Projekt sollen sowohl plazentare Gefäße als auch isolierte Gefäß-Endothelzellen auf molekularer und funktioneller Ebene genauer untersucht werden und somit zum einem besseren Verständnis der Auswirkungen dieser Risikofaktoren auf das kardiovaskuläre System beitragen.

Dr. rer. medic. Robert Herber

Projekttitel: Untersuchung der Biomechanik und Hydratation beim kornealen Cross-linking mittels Brillouin-Mikroskopie
Struktureinheit: Klinik und Poliklinik für Augenheilkunde

Projektbeschreibung
Das korneale Cross-linking (CXL, Hornhautvernetzung) ist ein Verfahren zur Stabilisierung des Hornhautgewebes bei progressivem Keratokonus, eine Erkrankung der Hornhaut, die bei jungen Menschen zu einer irreversiblen Reduzierung der Sehleistung führt. Bei diesem Verfahren wird die Hornhaut mit einer Riboflavinlösung gesättigt und anschließend mit UV-Licht bestrahlt. Das sogenannte Dresden Protokoll (Standard Protokoll) erfährt ständige Weiterentwicklungen, um den Patienten eine möglichst effektive Behandlung anbieten zu können. Damit neue Behandlungsparameter wie eine erhöhte Gesamtenergie experimentell evaluiert werden können, sind tiefenabhängige, quantitative Informationen über den (bio-) mechanischen Effekt der CXL-Prozedur notwendig. Die Brillouin-Mikroskopie stellt ein optisches Messverfahren dar, das ähnlich zu anderen Spektroskopie-Methoden in der Lage ist, eine solche Information zu liefern. Der gemessene Brillouin-Shift als Maß der Steifigkeit ist dabei allerdings auch abhängig vom Hydratationszustand der Hornhaut. Daher soll in diesem Projekt der Einfluss des Hydratationszustandes auf die Hornhaut-Steifigkeit und Brillouin-Messungen untersucht werden, um daraus Messbedingungen abzuleiten, die langfristig auch die quantitative Messung in vivo ermöglichen. Im Projekt sollen Schweineaugenpaare (Totaugen) mittels Riboflavinlösung behandelt werden, wobei eines der beiden Augen zusätzlich mit UV-Licht bestrahlt wird (vollständige CXL-Prozedur). Anschließend werden beide Augen mittels Balanced Salt Solution einem Hydratationsgleichgewicht zugeführt. Mit Hilfe der Brillouin- und Raman-Messungen sollen die zugrundliegenden Prozesse der CXL-Prozedur evaluiert werden. Im weiteren Verlauf der Untersuchungen wird der Hydratationszustand mittels verschiedener Lösungen variiert und letztlich unter Zusammenschau aller Erkenntnisse in physiologischen Bedingungen umgesetzt.

Dr. med. Moritz Herzog

Projekttitel: Ultraschallspektroskopie: Strukturierte Analyse der biomechanischen Gewebeeinheiten
Struktureinheit: Medizinische Klinik und Poliklinik I & Else Kröner Fresenius Zentrum für Digitale Gesundheit

Projektbeschreibung
Ultraschallspektroskopie ist die Analyse des Schwingungsverhaltens von Geweben bei unterschiedlicher Frequenz. Im Vergleich zur optischen Spektroskopie bietet sie eine deutlich größere Eindringtiefe. Die hierbei gewonnenen biomechanischen Eigenschaften sind in den letzten Jahren zunehmend in den Fokus der Forschung gerutscht, da sie z.B. für die Krebsdiagnostik zusätzliche Optionen ermöglichen könnten. Vereinzelte Studien konnten die Machbarkeit der Ultraschallspektroskopie bereits für ex-vivo und in-vivo Szenarien demonstrieren. Es gibt jedoch keine systematische Analyse des Frequenzverhaltens biologischer Gewebe. Vielmehr zeigen die Studien Unterschiede in einzelnen Abschnitten des Frequenzbandes, in Abhängigkeit der gerade zur Verfügung stehenden Ultraschallgeräte. Unter Nutzung von breitbandiger MEMS-Technologien kann diese Limitation im Labor überwunden werden, um eine systematische Untersuchung mit deutlich größeren Spektren zu etablieren. Mithilfe von klinisch zugelassenen Ultraschallgeräten, welche über eine Rohdatenschnittstelle verfügen, soll ein Transfer dieses Wissens in die klinische Anwendung erreicht werden.

Dr. med. Julia Körholz

Projekttitel: Verzögerte Thymusreifung als Folge fetaler Wachstumsrestriktion
Struktureinheit: Klinik und Poliklinik für Kinder- und Jugendmedizin

Projektbeschreibung
Kinder mit fetaler Wachstumsrestriktion (FWR) sind von Infektanfälligkeit oder chronischen Erkrankungen häufiger betroffen. Diese Beobachtung kann teilweise auf eine verminderte Thymusreifung bedingt durch Mangelversorgung während der Schwangerschaft zurückgeführt werden. Ein Aufholwachstum findet vermutlich in dieser Situation nicht in ausreichendem Maße statt. Im Thymus findet die T-Zell-Reifung statt. Eine gestörte T-Zell-Reifung kann einerseits zu Lücken in der Abwehr, andererseits zu Überaktivierung des Immunsystems führen. Mithilfe der longitudinalen Untersuchung bestimmter T-Zell-Reifungsstadien und dem sonographischen Monitoring der Thymusgröße soll die gestörte Thymusentwicklung untersucht werden. Zu den immunologischen Daten werden klinische korreliert, FWR-Kinder sollen mit gesunden Neugeborenen verglichen werden. So soll die genaue Pathogenese der gestörten Thymusreifung bei Kindern mit fetaler Wachstumsretardierung besser verstanden werden.

Nora Martens

Projekttitel: XYZ-Monitoring: orthogonale EKG-Ableitung in der Überwachung kritisch kranker Patienten
Struktureinheit: Medizinische Klinik und Poliklinik I & Else Kröner Fresenius Zentrum für Digitale Gesundheit

Projektbeschreibung
Das EKG als zentraler Sensor für das Monitoring von Patienten ist in der Klinik allgegenwärtig. Bisher wird unterschieden in ein diagnostisches EKG und ein EKG für das Monitoring von kritisch kranken Patienten. Dabei werden in der Diagnostik bis zu 17 Elektroden genutzt. Für das Monitoring ist das zu aufwändig und fehleranfällig, daher werden nur 5 Elektroden geklebt. Die interdisziplinäre Forschungsgruppe PatientenFunk aus Medizin und Elektrotechnik hat einen kabellosen EKG-Prototyp entwickelt, der orthogonal mit 4 Elektroden ableitet und durch Transformation 12 oder mehr Kanäle für eine vollumfängliche Diagnostik darstellt. Diese Transformation ist bereits seit den 50er Jahren bekannt, doch erst moderne Rechenleistung erlaubt die Echtzeittransformation zwischen den Ableitungen.

In dem geförderten Projekt wird eine Transformation entwickelt, basierend auf moderne
Algorithmen aus dem Machine-Learning. Dies ermöglicht eine Echtzeit-Transformation und verbessert die Aussagekraft des abgeleiteten EKGs. Zusätzlich wird eine Pathologie-Analyse insbesondere der Erregungsrückbildungsstörungen auf Vektorebene der orthogonalen Ableitungen etabliert. Hierdurch kann eine vollumfängliche Diagnostik erfolgen ohne den Verlust durch die selektive Darstellung einzelner Ableitungen. Diese Technologie ermöglich eine kontinuierliche Analyse aller EKG-Kanäle für die Überwachung kritisch kranker Patienten bei gleichzeitig verbesserter Versorgung der Patienten durch nur 4 Elektroden.

Dr. med. Martin Mirus

Projekttitel: Cardiac Arrest nach LAE: Die vv-ECMO als Erweiterung der Therapieoptionen & Etablierung eines tailored-approach im Management der Blutungskomplikationen
Struktureinheit: Klinik und Poliklinik für Anaesthesiologie und Intensivtherapie

Projektbeschreibung
Die State-of-the-Art-Therapie bei fulminanter Lungenarterienembolie (LAE) ist die prolongierte Reanimation unter systemischer Lyse-Therapie und bei vorhandener Expertise die Etablierung einer Extracorporeal Cardiopulmonary Resuscitation (eCPR) mittels veno-arterieller ECMO. Gleichzeitig sind die Auswirkungen der systemische Lyse-Therapie auf die Homöostase des Gerinnungssystems der Patient*innen fulminant und anhaltend. Oft führt dies zu manifesten und schweren Blutungskomplikationen der lysierten Patient*innen, insbesondere nach arteriellen Gefäßpunktionen im Rahmen einer va-ECMO.

Die Ziele dieses Projektes sind es: (1) mit der vv- ECMO eine potenziell risikoärmere Therapieoption der fulminanten LAE aufzuzeigen und (2) eine Point-of-Care-gesteuerte Therapie der Blutungskomplikationen der Lyse-Therapie mittels Thrombelastografie zu etablieren, um damit sowohl die Akutbehandlung als auch das Komplikationsmanagement grundlegend zu verbessern.

Dr. med. Lino Möhrmann

Projekttitel: Umfangreiche molekulare Analyse seltener Krebserkrankungen
Struktureinheit: Nationales Centrum für Tumorerkrankungen (NCT/UCC) Dresden

Projektbeschreibung
Seltene Krebserkrankungen sind oft schwer zu behandeln; insbesondere, weil Therapien auf Basis einer möglichen molekularen Pathogenese noch nicht verfügbar sind. Eine umfangreiche molekulare Analyse mittels Ganzgenom/exom- und RNA-Sequenzierung kann bei einem nennenswerten Anteil der Patienten zu zusätzlichen Therapieoptionen führen. Dies wurde bereits für einige seltene Entitäten wie z.B. Krebserkrankungen mit unbekanntem Primarius (CUP-Syndrom) gezeigt (Möhrmann et al., Nature Communications 2022 und Horak et al., Cancer Discovery 2021).

In diesem Projekt sollen weitere seltene Krebserkrankungen analysiert werden, um den Nutzen einer umfangreichen molekularen Analyse zu evaluieren. Hierfür nutzen wir Daten aus dem NCT/DKTK MASTER Programm. MASTER ist eine kontinuierlich rekrutierende, prospektive Beobachtungsstudie bei welcher sowohl besonders junge Krebspatienten als auch Patienten mit seltenen Krebserkrankungen eingeschlossen werden können. Das Programm bietet eine multidimensionale Charakterisierung mittels Ganzgenom- oder Ganzexomsequenzierung und Transkriptomanalyse an. Zusätzlich wurde das Programm kürzlich um Methylom- und Proteomanalysen erweitert. Die Ergebnisse werden in einem zum Programm gehörigen molekularen Tumorboard (MTB) besprochen, welches hierauf basierende Therapien empfiehlt. Unsere Ergebnisse können den Weg für zukünftige klinische Studien ebnen.

Dr. med. Christoph Müller

Projekttitel: Komplikationen in der endoskopischen Mittelohrchirurgie - Evaluation und Reduktion thermischer Einflüsse durch optische Systeme
Struktureinheit: Klinik und Poliklinik für Hals-Nasen-Ohrenheilkunde

Projektbeschreibung
Durch die Entwicklung leistungsstarker Starrendoskope sowie passiver und aktiver Endoskophaltesysteme in den letzten 2 Dekaden wächst der Indikationsbereich für die minimalinvasive mono- und bimanuelle endoskopische Ohrchirurgie (endoscopic ear surgery, EES). Mit zunehmender Leistungsfähigkeit der optischen Systeme steigt auch deren intraoperative Emission von Strahlung verschiedener Wellenlängenbereiche - z.B. Wärmestrahlung im langwelligen Infrarotbereich oder Licht im sichtbaren Spektralbereich. Ein erhöhter Energieeintrag kann Schäden an kritischen Strukturen im OP-Situs „Mittelohr“ (N. facialis, Cochlea, Mittelohrmukosa) verursachen. Dieses translationale Projekt soll in vitro und in vivo den Einfluss der emittierten Strahlung auf kritische Strukturen des Mittelohres untersuchen. Die Zielparameter zur Beurteilung der intraoperativen Effekte (Temperaturänderung, Blutflussgeschwindigkeit sowie Blutvolumenstrom) werden mittels kamerabasierter Multispektralanalyse, Thermographie sowie durch Thermosensoren erfasst und ausgewertet.

Dr. med. Leonora Pietzsch

Projekttitel: Immunantwort bei Kindern mit B-Zelldefizienzen nach SARS-CoV-2-Infektion bzw. -Impfung
Struktureinheit: Pädiatrische Immunologie, Klinik und Poliklinik für Kinder- und Jugendmedizin

Projektbeschreibung
Kinder und Erwachsene mit angeborener oder erworbener B-Zelldefizienz haben keine bzw. eine unzureichende Antikörperbildung nach Impfungen oder Wildinfektionen. Die angesprochene Patientengruppe ist durch rezidivierende Infektionen gefährdet. Trotz Immunglobulinsubstitution kommt es häufig zu chronischen Infektionen, ca. 10 % der Patienten versterben infolge einer chronischen Lungenerkrankung.

In diesem Projekt dokumentieren wir über einen Zeitraum von 12 Monaten bei B-Zelldefizienten Patienten und Gesundkontrollen aus 5 deutschen Zentren klinische Charakteristika und Laborparameter: Symptome bei nachgewiesener SARS-Cov2-Infektion sowie Ergebnisse der PCR, der Antigentestung, den Antikörpertiter (letzteres bei Immungesunden). Wir werden periphere Blutzellen umfassend phänotypisieren, um so die Impfwirkung auf zellulärer Ebene über den gesamten Beobachtungszeitraum zu erfassen. Für die detaillierte Erfassung SARS-CoV-2 reaktiver T-Zellen führen wir zusätzlich eine, auf fünf Tage verlängerte Stimulation durch. Von allen Proben werden die inflammatorischen Signalmoleküle (u.a. Interleukine, Interferone, TNF-α) durch Cytometric Bead Array (BD Biosciences) quantifiziert.

Die Ergebnisse dieser Untersuchung sollen zum Verständnis der Immunantwort auf SARS-CoV2-Infektion und/oder Impfung bei B-Zelldefizienz beitragen und in (bisher fehlende) Empfehlungen für diese Patientengruppe einfliessen.

Dr. med. Sven Richter

Projekttitel: Realisierung von Raman-Spektroskopie bei stereotaktischen Biopsien
Struktureinheit: Klinik und Poliklinik für Neurochirurgie

Projektbeschreibung
Für PatientInnen mit Hirntumoren ist eine schnelle und zuverlässige Diagnosefindung essentiell um ihnen eine adäquate Therapie zu ermöglichen. Besonders in schwer zugänglichen Bereichen des Gehirns wird die stereotaktische Biopsie für die Gewinnung von Gewebe eingesetzt. Trotz gewissenhafter Planung und Ausführung verbleibt etwa jede 20. stereotaktische Biopsie ohne verwertbares Ergebnis und die histologische Aufarbeitung ist zeitintensiv.
In diesem MeDDrive-Projekt wird die klinische Translation optischer Diagnoseverfahren bei Hirntumoren vorangetrieben. Hierfür wird eine eigens für den stereotaktischen Gebrauch konstruierte Faser an einen Nah-Infrarot Laser gekoppelt, welche das Gewebe intraoperativ und in vivo anregt und mit einem Spektrometer die sogenannte „Raman-Verschiebung“ misst. Das zugrundeliegende Phänomen der Raman-Streuung basiert auf einer geringfügigen Energiedifferenz zwischen eingestrahltem und gestreutem Licht aufgrund von Bindungsschwingungen der Moleküle und ist einzigartig für das untersuchte Gewebe. Raman-Verschiebung wird daher auch als „biologischer Fingerabdruck“ bezeichnet und eignet sich zur Differenzierung verschiedenster Gewebe. Langfristig soll dieses Projekt die Diagnosezeit verkürzen und die Rate nicht verwertbarer Biopsien minimieren um die PatientInnenversorgung zu verbessern.

Dr. med. André Norbert Josef Sagerer

Projekttitel: Charakterisierung des Tumormikromilieus in zerebralen Melanommetastasen
Struktureinheit: Klinik und Poliklinik für Neurochirurgie

Projektbeschreibung
Metastasen stellen die häufigsten Tumoren des zentralen Nervensystems dar. Das maligne Melanom zeigt die höchste Prävalenz zur zerebralen Metastasierung. Unter dem Fortschritt der zielgerichteten und Immuntherapie lassen sich heute bessere Behandlungsergebnisse bei Melanompatienten erzielen. Leider entwickeln Patienten unter solchen Therapien häufig Resistenzen und erfahren ein Rezidiv bzw. Progress. Aktuelle Daten legen nahe, dass das Tumor-spezifische Mikromilieu einen entscheidenden Einfluss auf die Resistenzentwicklung nimmt. Das Ziel des vorliegenden Projektes ist es, das Tumormikromilieu zerebraler Melanommetastasen immunologisch und molekular zu charakterisieren.

Jonas Schadt

Projekttitel: Etablierung einer durchflusszytometrischen Methodik zur Detektion von Messbarer Resterkrankung aus dem Peripheren Blut bei Patienten mit Akuter Myeloischer Leukämie.
Struktureinheit: Medizinische Klinik und Poliklinik I

Projektbeschreibung
Die akute myeloische Leukämie (AML) weist bis heute trotz intensiver Therapien eine schlechte Prognose auf. Zur frühzeitigen Erkennung eines Rezidivs und zur individuellen Therapiesteuerung hat sich die Bestimmung der messbaren Resterkrankung (MRD) unterhalb der lichtmikroskopischen Nachweisgrenze mittels Durchflusszytometrie oder molekulargenetischen Methoden aus Knochemarksaspiraten etabliert.

Ziel dieses Projektes ist die Übertragung des durchflusszytometrischen MRD-Messalgorithmus für das Knochenmark auf Blutproben. Dadurch ermöglichen wir nicht nur eine für den Patienten weniger invasive Diagnostik, sondern auch die Möglichkeit eines zeitlich engmaschigeren MRD-Monitorings. Somit erhoffen wir uns eine bessere Therapieindividualisierung und in der Folge eine Reduktion der Mortalität.

Dr. med. Tom Alexander Schröder

Projekttitel: Oxygenation and lactate real-time monitoring for enhanced tissue monitoring in free flaps: a novel electrochemical sensor prototype trial
Struktureinheit: Klinik und Poliklinik für Mund-, Kiefer- und Gesichtschirurgie

Projektbeschreibung
Freie mikrovaskuläre Lappentransplantate sind ein Schlüsselelement in rekonstruktiven chirurgischen Eingriffen, insbesondere in der Mund-, Kiefer-, Gesichtschirurgischen Tumortherapie. Das Mundhöhlenkarzinom ist eine der Hauptursachen für die Morbidität und Mortalität bei Patienten mit Kopf-Halstumoren und darüber hinaus eine der häufigsten malignen Erkrankungen. Um das funktionelle Ergebnis nach der chirurgischen Tumorentfernung zu verbessern, sind mikrovaskuläre freie Lappen die Technik der Wahl.

Das Überleben des freien mikrovaskulären Lappentransplantes ist nach der Operation entscheidend um eine Entstellung des Gesichts zu verhindern. Wenn eine Störung der Perfusion des mikrovaskulären Lappentransplantates auftritt ist eine schnelle operative Reexploration erforderlich. Daher hat die frühzeitige Erkennung von Lappenfehlern höchste Priorität.

Voraussetzung für alle Heilungsprozesse, insbesondere bei freien mikrovaskulären Lappentransplantaten, ist eine ausreichende Gewebeperfusion. Die notwendigen Nährstoffe und O₂ können ebenso überwacht werden wie deren Stoffwechselprodukte. Das Hauptziel der Studie ist die Entwicklung und Validierung eines Prototyps eines Sensorsystems, das Parameter wie Laktat und O₂-Sättigung im Gewebe misst. Durch diesen Ansatz sollen die Abläufe im Innern des Lappens und seine tatsächliche Physiologie analysiert werden.

Dr. Alexander Schulz, Ph.D.

Projekttitel: Therapieresistenz des Melanoms verstehen und überwinden
Struktureinheit: Klinik und Poliklinik für Dermatologie

Projektbeschreibung
Das Melanom stellt die fünfthäufigste bösartige Erkrankung in Deutschland dar und ist die tödlichste Form von Hautkrebs. Aktivierende BRAF-Mutationen werden in etwa 50% aller Fälle nachgewiesen und stellen damit die größte Gruppe nach Mutationsstatus dar. Für diese Patienten sind bisher drei verschiedene BRAF/MEK-Inhibitor-Kombinationen zur Behandlung zugelassen, nämlich Encorafenib+Binimetinib, Vemurafenib+Cobimetinib und Dabrafenib+Trametinib. Allerdings entwickelt die Mehrheit der Patienten in weniger als zwei Jahren eine Resistenz. Andererseits weisen etwa 25 % der Melanomfälle eine Mutation im NRAS-Gen auf und bilden damit die zweitgrößte Gruppe von Melanompatienten. Im Gegensatz zu BRAF-Mutationen stehen keine wirksamen zielgerichteten Therapien zur Verfügung, so dass dringend alternative Strategien entwickelt werden müssen, um das Überleben dieser Patienten zu verbessern. Die Resistenz gegen bestehende Therapien und das Fehlen einer wirksamen Behandlung sind nach wie vor ein großes Hindernis bei der Behandlung vieler Krebsarten, einschließlich des Melanoms. Dieses Forschungsprojekt zielt darauf ab, Gene zu identifizieren, die für die Entstehung und Aufrechterhaltung von Resistenzen erforderlich sind, um ihre Expression gezielt zu hemmen und diese Zellen (wieder) zu sensibilisieren. Darüber hinaus sollen im Rahmen dieses Projekts klinisch zugelassene Wirkstoffe für andere Krankheiten auf ihre Anti-Tumor-Aktivität gegen NRAS-mutierte Melanome untersucht werden, um hoffentlich eine neue Behandlung für diese Patientengruppe zu finden, die schnell in die klinische Praxis umgesetzt werden kann.

Dr. med. Christian Teske

Projekttitel: Biochemische Profil-Analyse und Differenzierung von neoadjuvant chemotherapierten Pankreaskarzinom-Organoiden mittels molekül-spektroskopischer Verfahren.
Struktureinheit: Klinik und Poliklinik für Viszeral-, Thorax- und Gefäßchirurgie

Projektbeschreibung
Das duktale Adenokarzinom des Pankreas (PDAC) zählt in der Gruppe der soliden Tumoren mit zu den aggressivsten Entitäten. In den letzten Jahren hält zunehmend der neoadjuvante Ansatz vor einer geplanten chirurgischen Resektion bei lokal fortgeschrittenen Tumoren Einzug in des multimodale Therapiekonzept. Das Ansprechen der Tumoren auf die Chemotherapie ist jedoch sehr heterogen und bisher nicht vorhersehbar. Ein zunehmend angewandtes, molekularbiologisches Modell sind humane Organoide mit Ähnlichkeiten zum Primärtumor. Die aus den Proben des Tumors gewonnenen Organoide sollen in dem geplanten Projekt anhand molekülspektroskopischer Verfahren, v.a. Infrarot-Spektroskopie, Raman-Spektroskopie und faseroptische ATR-IR-Spektroskopie, untersucht und das biochemische Profil näher klassifiziert werden. Diese Daten sollen die Grundlage für die Prädiktion des Therapieansprechens auf Chemotherapeutika sein und klinische Korrelationen erlauben.

Dr. rer. nat. Michele Wölk

Projekttitel: Dysregulierte systemische Freisetzung von metabolischen und bioaktiven Lipiden entlang der Hepatozyten-VLDL-Achse
Struktureinheit: Zentrum für Membranbiochemie und Lipidforschung

Projektbeschreibung
Die Lipidmobilisierung, der Transport zwischen den Organen und die Absorption im Körper liefern eine funktionelle Aussage über den systemischen Lipidstoffwechsels. Das klinische Lipid-Panel gibt Aufschluss über das Zusammenspiel von Triglyceriden, Cholesterin und Phospholipiden in verschiedenen Lipoproteinfraktionen (z. B. HDL, LDL, VLDL) und unterstützt die Diagnose und Prognose von Stoffwechselrisiken und -störungen. Trotz der eindeutigen Relevanz der Lipoprotein-Lipidkomponente für den systemischen Lipidstoffwechsel, sind das Lipoprotein-Lipidom und seine Remodellierung bei Stoffwechselkrankheiten nicht ausreichend charakterisiert. Hepatozyten stellen ein geeignetes System zur Untersuchung der Wechselwirkungen zwischen zellulärem und systemischem Lipidstoffwechsel dar, da sie Lipide nicht nur in Lipidtropfen speichern, sondern auch in Form von Lipoproteinen (very-low density lipoproteins, VLDL) exportieren. Durch den Einsatz Massenspektrometriebasierter Lipidomics-Techniken in einem Modellsystem, welches aus gesunden und steatotischen Hepatozyten besteht, zielt dieses Projekt auf eine detaillierte molekulare Beschreibung der metabolischen und bioaktiven Lipide ab, die in VLDLs unter physiologischen und pathologischen Bedingungen sezerniert werden. Dadurch wird das Projekt zu einem besseren Verständnis über die metabolischen Wechselwirkungen zwischen der Leber und dem gesamten Körper unter physiologischen und pathologischen Bedingungen beitragen.

Dr. med. Christina Woopen

Projekttiel: Charakterisierung von Schüben bei Multipler Sklerose und Prädiktion des therapeutischen Potentials: Zellen, Hormone, Neurodestruktion
Struktureinheit: Klinik und Poliklinik für Neurologie

Projektbeschreibung
Multiple Sklerose (MS) ist eine häufige, chronisch-entzündliche Erkrankung des zentralen Nervensystems (ZNS). Bei 85 % der Patient*innen verläuft MS schubförmig, wobei neurologische Defizite meist über mehrere Wochen anhalten und sich anschließend vollständig oder unvollständig zurückbilden. Als pathophysiologische Grundlage wird die Entstehung autoimmuner, fehlfunktionaler Immunzellen und deren Einwanderung in das ZNS angenommen. Bei vielen Patient*innen kann eine Schubtherapie in Form von hochdosierten Glucocorticoiden, Plasmapherese, Immunadsorption oder intravenösen Immunglobulinen zu einer Beschleunigung der Symptomrückbildung führen. Bei anderen Patient*innen ist der therapeutische Effekt jedoch unzureichend. Im Rahmen dieses Projektes sollen MS-Schübe mithilfe einer Kombination an innovativen Technologien umfassend charakterisiert werden. Der Fokus liegt dabei auf der Phänotypisierung von Immunzellen, zusätzlich sollen Neurodestruktions- und Hormon-Profile erstellt werden. Ziel ist die Identifikation eines prädiktiven Markers für das Ansprechen auf die Schubtherapie.