DGHNO-KHC, Berlin/Bonn – Ein Zungenschrittmacher, der durch elektrische Stimulierung des Zungennervs nachts die Atemwege freihält, verhilft Menschen mit obstruktivem Schlafapnoe-Syndrom nicht nur zu einem erholsamen Schlaf. Eine aktuelle Studie zeigt, dass die Behandlung auch den Blutzucker bessert und langfristig vor einem Diabetes schützen könnte. Über die Studie und weitere aktuelle Ergebnisse im Zusammenhang mit der Atemwegsstimulation spricht der Studienautor auf der Pressekonferenz anlässlich der 90. Jahresversammlung der Deutschen Gesellschaft für Hals-Nasen-Ohren-Heilkunde, Kopf- und Hals-Chirurgie e.V. (DGHNO-KHC) am 28. Mai 2019 in Berlin.

Schätzungsweise 2,5 Millionen Menschen in Deutschland leiden unter nächtlichen Atemaussetzern. Die Entspannung der Muskeln im Rachen führt bei ihnen zum Zurückfallen der Zunge, die zeitweise die Atemwege verlegt. Mediziner sprechen von einem obstruktiven Schlafapnoe-Syndrom. Die Schlafapnoe stört nicht nur den Partner durch lautes Schnarchen. „Die häufigen Atemaussetzer gefährden auf Dauer die Gesundheit, weil sie eine gleichmäßige Versorgung des Körpers mit Sauerstoff verhindern“, erläutert Privatdozent Dr. Armin Steffen vom Campus Lübeck des Universitätsklinikums Schleswig-Holstein im Vorfeld der Pressekonferenz. Die Folgen sind ein erhöhtes Risiko für Schlaganfall und Herzinfarkt, häufige Tagesmüdigkeit und Sekundenschlaf. Die ständige Störung der Nachtruhe lässt außerdem die Stresshormone im Blut ansteigen. Dies erhöht den Blutzucker. „Viele Menschen mit Schlafapnoe haben einen Typ-2-Diabetes“, berichtet Dr. Steffen.

Der HNO-Mediziner hat jetzt die Auswirkungen des Zungenschrittmachers – einer neueren Therapieform des obstruktiven Schlafapnoe-Syndroms – auf den Zuckerstoffwechsel untersucht. Den Patienten wird in einer etwa zweistündigen Operation im Brustbereich ein kleiner Schrittmacher unter die Haut implantiert. Die Chirurgen verbinden diesen über ein Kabel mit dem sogenannten Nervus hypoglossus, der die Bewegungen der Zunge kontrolliert. „Nach einer Eingewöhnungsphase ist die Behandlung für den Patienten einfach“, erklärt Dr. Steffen. „Die Patienten schalten den Zungenschrittmacher abends vor dem Schlafengehen ein und morgens wieder aus.“

Zungenschrittmacher werden in Deutschland bereits seit fünf Jahren an einigen Universitätskliniken implantiert. Sie kommen laut Dr. Steffen nur infrage, wenn eine Standardbehandlung mit einer Atemmaske erfolglos bleibt. Diese sogenannte CPAP-Beatmung erzeugt einen leichten Überdruck, der die Atemwege freihält. Bei den meisten Patienten verbessert sich der Schlaf, bei einigen kommt es weiterhin zu den nächtlichen Atemaussetzern. Ob diese Patienten für einen Zungenschrittmacher infrage kommen, prüfen HNO-Experten mit einer Schlafendoskopie. Dabei beobachten die Ärzte die Bewegungen von Zunge und Rachen beim Schnarchen.

Seit 2014 haben in Deutschland mehrere hundert Patienten einen Zungenschrittmacher erhalten. Am Campus Lübeck hat Dr. Steffen 125 Implantationen durchgeführt. Zwanzig dieser Patienten hat er gemeinsam mit Kollegen nach der Operation über ein Jahr lang begleitet. Dabei wurden nicht nur die Auswirkungen auf den Schlaf untersucht. Die Ärzte befragten die Patienten und führten nach zwölf Monaten einen Blutzuckerbelastungstest durch. Dabei wird der Anstieg des Blutzuckers nach dem Trinken einer Zuckerlösung bestimmt. Ein zu starker Anstieg weist auf einen bevorstehenden Typ-2-Diabetes hin, an dem viele Menschen mit Schlafapnoe leiden. Wie Dr. Steffen kürzlich im Journal of Sleep Research (2018; doi: 10.1111/jsr.12794) berichtete, hatten sich die Werte im Zuckerbelastungstest der Patienten nach der Implantation des Zungenschrittmachers gebessert. Die Laboruntersuchungen zeigten, dass die Patienten weniger Insulin benötigten, um den Blutzucker im Körper zu verteilen. Ein Rückgang der Hormonwirkung, Insulinresistenz genannt, ist die Ursache für den erhöhten Blutzucker. „Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass der Zungenschrittmacher die Patienten vor einem Typ-2-Diabetes schützen kann“, erläutert Dr. Steffen.

Die nächtliche Stimulierung der Zunge wirkte sich auch tagsüber auf das Essverhalten aus. Der sogenannte hedonistische Hunger, der viele Menschen mit Schlafapnoe auch dann essen lässt, wenn ihr Körper keine Kalorien benötigt, war vermindert. Dr. Steffen hofft, dass der Zungenschrittmacher den Patienten langfristig helfen könnte, ihre Gewichtsprobleme in den Griff zu bekommen. Die meisten Menschen mit Schlafapnoe sind übergewichtig oder fettleibig. Das Übergewicht gilt als eine wichtige Ursache für die Schlafstörung.

Auf der Pressekonferenz am 28. Mai 2019 in Berlin geht der Experte über die Studie hinaus auf Ergebnisse von deutschen HNO-Kliniken ein, die entscheidende Impulse zur Verfeinerung der Operationstechnik und Patientenauswahl geliefert haben. Daneben kommen auch Kostenstrukturanalysen zur Sprache, die mittlerweile auch für den deutschen Gesundheitsbereich vorliegen.

Induzierte, pluripotente Stammzellen können sich in Körperzellen verwandeln oder in ihrer ursprünglichen Form bleiben. Wissenschaftler des Helmholtz Zentrums München berichten jetzt in Molecular Cell, wie sich Zellen „entscheiden“, welcher Pfad eingeschlagen wird. Sie fanden ein Protein und eine RNA, die eine entscheidende Rolle in diesem Prozess innehaben. Ihre Entdeckung liefert auch ein tieferes Verständnis für die amyotrophe Lateralsklerose (ALS)*, eine fortschreitende Erkrankung des motorischen Nervensystems. 

Aufgrund ihrer Fähigkeit, sich in beliebige Zellen unseres Körpers umzuwandeln, könnten induzierte pluripotente Stammzellen (iPS-Zellen)** einen wichtigen Beitrag zur regenerativen Medizin leisten. Um beispielsweise Betazellen zur Therapie von Typ-1-Diabetes künstlich herzustellen, ist es entscheidend, die zugrundeliegenden Mechanismen dieser Differenzierung zu verstehen. Zusammen mit seinem Team zeigt nun Dr. Micha Drukker vom Institut für Stammzellforschung (ISF) des Helmholtz Zentrums München, wie solche Vorgänge auf molekularer Ebene gesteuert werden. Ausgangspunkt war zunächst eine im Fluoreszenzmikroskop sichtbare Struktur im Zellkern.

Zwei Schlüsselfaktoren im Zellkern

„Uns fiel auf, dass Bereiche im Zellkern, die sogenannten Paraspecklen*** nicht in iPS-Zellen vorkommen, aber während der Differenzierung schnell gebildet werden, und zwar unabhängig vom Zelltyp, der dabei entsteht“, sagt Dr. Miha Modic, der Mitglied der Arbeitsgruppe von Dr. Drukker war. Drukker und Modic nahmen an, dass dieses Phänomen mit der Fähigkeit von Stammzellen, sich in Körperzellen umzuwandeln, in Verbindung steht. Zusammen mit Prof. Ule Jernej vom University College London und mit Markus Grosch, Doktorand aus Dr. Drukkers Gruppe, entdeckten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler Schlüsselmoleküle im Zellkern, die das Auftreten der Paraspecklen veranlassen und fanden heraus, wie diese die Differenzierung steuern.

„Bei der Entscheidung, ob sich Zellen differenzieren oder pluripotent bleiben, spielen zwei Faktoren eine Rolle“, sagt Drukker. „Wir identifizierten NEAT1, eine Ribonukleinsäure (RNA), und TDP-43, ein RNA-bindendes Eiweiß.“ NEAT1 existiert in zwei Formen. Die kurze Form wird von TDP-43 stabilisiert. In diesem Fall entstehen keine Paraspecklen; die Zelle bleibt pluripotent, sie ist unverändert. Umgekehrt führt der Abbau von TDP-43 zur Bildung der langen Form von NEAT1, und Paraspecklen entstehen. Eine iPS-Zelle beginnt, sich zu differenzieren. Modic ergänzt: „Diese Steuerung könnte die Grundlage für die Entscheidung der Stammzelle sein, wann sie ausdifferenziert.“ Dr. Silvia Schirge und Prof. Heiko Lickert vom Institut für Diabetes- und Regenerationsforschung (IDR) am Helmholtz Zentrum München halfen den Autoren aufzuzeigen, dass Paraspecklen auch für eine effiziente Differenzierung bei der murinen Embryonalentwicklung entscheidend sind. Diese Studienergebnisse bedeuten einen Durchbruch für das Verständnis von Differenzierungs- und Entwicklungsprozessen bei Stammzellen.

Zusammenhang mit Erkrankungen

Drukker sieht in den Ergebnissen mehr als einen Beitrag zur Grundlagenforschung, denn „Paraspecklen stehen mit mehreren Krankheiten in Verbindung, wurden aber bislang kaum im Kontext der Entwicklungs- und Stammzellbiologie untersucht“. Bei der amyotrophen Lateralsklerose (ALS) sei die Rolle von TDP-43 und das Auftreten von Paraspecklen besonders offensichtlich. In den Nervenzellen, die für unsere Muskeln zuständig und von ALS betroffen sind, wird TDP-43 merkwürdig reguliert und bildet toxische Ansammlungen. Außerdem tritt NEAT1 in der langen Form vermehrt auf, und es sind mehr Paraspecklen nachweisbar. Diese Mechanismen gelten als früher Hinweis auf ALS – noch bevor Patienten klinisch relevante Beschwerden haben. Im nächsten Schritt wollen Druckker und sein Wissenschaftsteam andere Zelltypen auf Paraspecklen, RNAs und deren Zusammenspiel untersuchen. Dann wird sich auch zeigen, ob sich die neu entdeckten Moleküle vielleicht als Zielstrukturen für Pharmakotherapien eignen.

Weitere Informationen

Originalpublikation:

Modic M et al (2019), Cross-Regulation between TDP-43 and Paraspeckles Promotes Pluripotency-Differentiation Transition. DOI: 10.1016/j.molcel.2019.03.041

Gewebeflicken sollen Kontraktionskraft nach Herzinfarkt verbessern

Wiesbaden – Jedes Jahr erleiden rund 200.000 Menschen in Deutschland einen Herzinfarkt. Dank guter Notfallversorgung überleben heute mehr als drei Viertel von ihnen. An ihrem Herzmuskel bleiben jedoch oft geschädigte Bereiche zurück, die ihre Kontraktionskraft dauerhaft verloren haben. Forscher arbeiten nun daran, dieses lädierte Gewebe mit sogenannten Herzpflastern – im Labor gezüchteten Gewebeflicken, die aus kontraktionsfähigen Herzmuskelzellen bestehen – zu überbrücken. Entwicklung und Einsatzmöglichkeiten der Streifen diskutieren Experten auf der Mittags-Pressekonferenz am 07. Mai 2019 im Rahmen der 125. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Innere Medizin e.V (DGIM) in Wiesbaden.

Wird der Herzmuskel – etwa durch einen Infarkt – geschädigt, bleibt grundsätzlich verletztes Gewebe zurück. Herzmuskelzellen von Erwachsenen sind nicht in der Lage, sich zu teilen und neues Gewebe zu bilden. Der dauerhafte Funktionsausfall belastet den verbliebenen Herzmuskel und führt bei rund einem Viertel der Infarktpatienten zu einer chronischen Herzschwäche. „Unter dieser sogenannten Herzinsuffizienz leiden sehr viele Patienten in Deutschland. Umso wichtiger ist es, dass die Forschung hier vorangetrieben wird“, sagt Professor Dr. med. Claus F. Vogelmeier, Kongresspräsident der diesjährigen Jahrestagung der DGIM. Dabei nehme das Deutsche Zentrum für Herz-Kreislauf-Forschung (DZHK) eine besondere Rolle ein. Die Deutschen Zentren für Gesundheitsforschung hat Vogelmeier zu einem Schwerpunkt des 125. Internistenkongresses gemacht. Alle fünf Zentren präsentieren dort ihre aktuelle Forschung.

Derzeit arbeiten etliche Labore weltweit mit verschiedenen Stammzellen, aus denen sich Herzmuskelzellen gewinnen lassen. Diese Zellen lassen sich entweder direkt in den Herzmuskel spritzen oder auf einem Gerüst aus Collagen oder Fibrin zu einem spontan schlagenden Herzmuskelflicken vorzüchten. Diese auch als „Engineered heart tissue“ (EHT) bezeichneten Gewebe werden in einem chirurgischen Eingriff auf die Oberfläche des Herzens aufgenäht, wachsen an und bilden neues Herzgewebe. „Das Aufbringen dieser Pflaster ist zwar aufwändiger als die Zellinjektion, hat aber mehrere Vorteile“, erklärt Professor Dr. med. Thomas Eschenhagen, Vorstandsvorsitzender des DZHK und Institutsdirektor am Zentrum für Experimentelle Medizin des Universitätsklinikums Hamburg-Eppendorf. Er hat das prinzipielle Tissue-Engineering-Verfahren bereits vor 25 Jahren gemeinsam mit Kollegen aus den USA entwickelt. Zum einen würden keine Zellen abgeschwemmt, wodurch sich die Effizienz deutlich erhöhe; zum anderen gebe es, anders als nach einer Zellinjektion, keine Herzrhythmusstörungen; und drittens lasse sich die Kontraktionskraft des neuen Gewebes bereits vor der Implantation testen.

Sowohl die Injektion von Herzmuskelzellen, als auch das Aufbringen von Herzpflastern sind bereits erfolgreich bei verschiedenen Tierarten getestet worden. „Zum Teil ließen sich beeindruckende Mengen von neuem Herzmuskelgewebe nachweisen“, sagt Eschenhagen. Bis auf Herz-Rhythmusstörungen, zu denen es nach einer Zellinjektion vorübergehend kommen könne, seien keine schwerwiegenden Nebenwirkungen aufgetreten – insbesondere keine Tumoren, die als gefürchtetes Risiko bestimmter Stammzellenarten gelten. Zwar sind noch einige Fragen offen – etwa die nach dem Langzeitverlauf eines derartigen Eingriffs sowie nach der mechanischen und elektrischen Ankopplung des neuen Gewebes an den Herzmuskel. Auch wird noch nach Zelllinien geforscht, die nicht abgestoßen werden und daher keine Immunsuppression erfordern. „Diesen Fragen gehen einige der vom DZHK geförderten Projekte derzeit noch nach“, sagt Eschenhagen. Dennoch sind die Mediziner zuversichtlich, schon in absehbarer Zeit Patienten mit den neuen Zellen behandeln, und ihre Herzfunktion wieder verbessern zu können. Bereits im kommenden Jahr sollen in einer DZHK-Studie erste Herzpflaster an Patienten mit schwerer Herzinsuffizienz getestet werden, die ansonsten auf ein Spenderherz angewiesen wären.

Die Alzheimerkrankheit, häufigste Ursache für Demenz, kann mit derzeitigen Techniken erst erkannt werden, wenn sich die typischen Plaques im Gehirn gebildet haben. Aber dann scheint keine Therapie mehr möglich. Die ersten Veränderungen durch die Alzheimerkrankheit finden auf Proteinebene schon bis zu 20 Jahre früher statt. Mit einem an der Ruhr-Universität Bochum (RUB) entwickelten zweistufigen Verfahren kann die Erkrankung allerdings schon früher erkannt werden. Die Bochumer Forscher berichten in der März-2019-Ausgabe der Fachzeitschrift „Alzheimer’s and Dementia: Diagnosis, Assessment and Disease Monitoring“.

„Damit ist ein neuer Weg für sehr frühe Therapieansätze geebnet, bei dem die bisher erfolglosen Medikamente und einstigen Hoffnungsträger vielleicht doch noch wirken könnten“, so Prof. Dr. Klaus Gerwert vom Lehrstuhl für Biophysik der RUB.

Protein faltet sich falsch

Schon lange vor den ersten Symptomen faltet sich das Protein Amyloid-Beta bei Alzheimerpatienten auf krankhafte Weise falsch. Diese Fehlfaltung konnte ein Forscherteam unter Leitung von Klaus Gerwert mittels eines einfachen Bluttests diagnostizieren und damit im Mittel acht Jahre vor dem Auftreten erster klinischer Symptome die Erkrankung feststellen. Für die klinische Anwendung war der Test allerdings noch nicht geeignet, denn er erkannte zwar 71 Prozent der Alzheimerfälle in symptomlosen Stadien, jedoch wurden neun Prozent der Studienteilnehmerinnen und -teilnehmer falsch positiv diagnostiziert. Um die Anzahl der korrekt erkannten Alzheimerfälle zu erhöhen und die der falsch positiven Diagnosen zu reduzieren, arbeiteten die Forscher mit Hochdruck an einer Optimierung des Tests.

Zweiter Biomarker

Das ist ihnen jetzt mit dem zweistufigen Diagnostikverfahren gelungen. Dabei nutzen sie den ursprünglichen Bluttest zur Identifizierung von Hochrisiko-Personen. Bei allen Probanden, die in diesem Test positiv auf die Alzheimerkrankheit getestet wurden, nehmen sie einen weiteren demenzspezifischen Biomarker dazu, das Tau-Protein. Zeigen beide Biomarker ein positives Ergebnis, ist die Alzheimererkrankung hoch wahrscheinlich. „Durch die Kombination beider Messungen wurden in unserer Studie 89 von 100 Alzheimererkrankte richtig erkannt“, fasst Klaus Gerwert zusammen. „Die falsch positiv getesteten Gesunden konnten wir sogar auf 3 von 100 reduzieren.“ Die zweite Messung erfolgt an Nervenwasser, das dem Rückenmark entnommen wird, dem sogenannten Liquor.

„Jetzt können neue klinische Studien mit Probanden in sehr frühen Krankheitsstadien starten“, so Gerwert. Er hofft, dass die vorhandenen therapeutischen Antikörper vielleicht doch noch greifen. „Kürzlich sind zwei sehr große vielversprechende Studien gescheitert – nicht zuletzt, weil die Therapie vermutlich zu spät begonnen wurde. Der Test eröffnet ein neues Behandlungsfenster.“

„Sobald sich die Amyloid-Plaques gebildet haben, scheint die Erkrankung nicht mehr therapierbar zu sein“, so Dr. Andreas Nabers, Arbeitsgruppenleiter und Mitentwickler des Alzheimersensors. „Sollte es uns nicht gelingen, Alzheimer aufzuhalten, droht unserer alternden Gesellschaft eine enorme Belastung.“

Sensortest ist einfach und robust

Der Bluttest wurde am Lehrstuhl für Biophysik der RUB zu einem voll automatisierten Verfahren ausgebaut. „Der Sensor ist einfach zu nutzen, robust gegen Konzentrationsschwankungen von Biomarkern und standardisiert“, erklärt Andreas Nabers. „Wir arbeiten jetzt intensiv daran, auch den zweiten Biomarker, das Tau-Protein, im Blut zu detektieren, um künftig ein rein blutbasiertes Testverfahren anzubieten“, so Klaus Gerwert.

wissenschaftliche Ansprechpartner:
Prof. Dr. Klaus Gerwert
Lehrstuhl Biophysik
Fakultät für Biologie und Biotechnologie
Ruhr-Universität Bochum

Bei einem geringeren genetischen Risiko kann auf eine solche Therapie verzichtet werden

(pte021/30.04.2019/11:30) – Ein neuer Brustkrebs-Test hilft laut einer Studie der Queen Mary University of London http://qmul.ac.uk Ärzten dabei, bessere Therapien für einen Teil der Patientinnen zu wählen. Der „EndoPredict“-Test kann vorhersagen, ob eine Chemotherapie bei der am häufigsten auftretenden Art der Erkrankung, Östrogenrezeptor-positivem, Her2-negativem Brustkrebs, Vorteile bringt. Patientinnen mit einem hohen Metastasenrisiko erhalten in der Folge eine Chemotherapie. Patientinnen mit einem niedrigeren Risiko hingegen können darauf verzichten.

Daten von 3.746 Frauen analysiert

Forscher aus Großbritannien, Österreich und Spanien haben eine kombinierte Analyse von drei großen klinischen Studien durchgeführt, an denen 3.746 Frauen teilgenommen hatten. Zur Behandlung gehörten Hormontherapie und Chemotherapie. Patientinnen mit hohen Testergebnissen bei EndoPredic, die eine Chemotherapie zusätzlich zur Hormontherapie erhielten, verfügten statistisch über bessere Zehn-Jahres-Ergebnisse als jene, die nur mit einer Hormontherapie behandelt wurden.

Laut der Studie ist EndoPredict nicht nur prognostisch. Es konnte auch erstmals gezeigt werden, dass er eine Fähigkeit zur Vorhersage bei der Chemotherapie hat. Traditionell werden klinische Merkmale wie die Tumorgröße, Beschaffenheit des Krebsgewebes und die Beteiligung der Lymphknoten für die Feststellung von Prognose und Behandlung eingesetzt. In Fällen, bei denen diese Merkmale keine eindeutige Beurteilung erlauben, ob das Risiko zur Behandlung mit einer Chemotherapie hoch genug ist, kann der Test zusätzlich für die Prognose und indirekt als Vorhersagewert für die Vorteile einer Chemotherapie eingesetzt werden. Die Ergebnisse wurden in „Breast Cancer Research and Treatment“ veröffentlicht.

Schlafmythen schaden der Gesundheit stark

Kurze Ruhephasen in der Nacht, Schnarchen und Alkohol sind nicht alles andere als harmlos

(pte001/17.04.2019/06:00) – Nur fünf oder weniger Stunden Schlaf reichen aus, Schnarchen ist harmlos und alkoholische Getränke helfen beim Einschlafen: Diese Annahmen gehören laut einer Studie der NYU School of Medicine http://med.nyu.edu zu den am weitesten verbreiteten Mythen über den Schlaf. Diese führen den Experten nach nicht nur zu schlechten Angewohnheiten, sondern stellen auch eine wesentliche Bedrohung für die öffentliche Gesundheit dar.

8.000 Webseiten analysiert

Die Forscher haben für ihre Studie über 8.000 Webseiten analysiert, um die 20 häufigsten Annahmen über den Schlaf zu identifizieren. Mit einem Team von Schlafmedizinern wurden sie dahingehend gereiht, ob sie als Mythos ausgeräumt werden konnten oder von wissenschaftlichen Ergebnissen gestützt sind. Zusätzlich wurde der Schaden beurteilt, den die Mythen verursachen können.

Laut Forschungsleiterin Rebecca Robbins ist Schlaf ein entscheidender Bereich des Lebens, der Produktivität, Stimmung, allgemeine Gesundheit und das Wohlbefinden beeinflusst. „Das Beseitigen von Mythen über den Schlaf führt zu gesünderen Schlafgewohnheiten, die ihrerseits insgesamt zu einer besseren Gesundheit führen.“

Die Behauptung, mit fünf Stunden Schlaf auszukommen, gehört zu den am häufigsten genannten Mythen, den die Forscher widerlegen können. Dieser Mythos führt laut der Studie auch zum größten Gesundheitsrisiko durch langfristige Schlafdefizite. Um die Auswirkungen dieser und anderer fälschlicher Annahmen zu verhindern, empfiehlt das Team einen gleichbleibenden Zeitplan für den Schlaf und mindestens sieben Stunden Nachtruhe. Zu den falschen Annahmen gehört auch, dass das Schlafen tagsüber etwas bringe, wenn es in der Nacht zu Schlafproblemen kommt.

Schnarchen nicht ignorieren

Ein weiterer Mythos betrifft das Schnarchen. Laut Robbins kann das Schnarchen zwar harmlos sein. Es kann aber auch ein Anzeichen für eine Schlafapnoe sein, eine ernsthafte Erkrankung, bei der die Atmung im Verlauf der Nacht gestört ist. Die Autoren empfehlen lautes Schnarchen nicht zu ignorieren, sondern einen Arzt aufzusuchen, da dieses Schlafverhalten zu einem Herzstillstand und anderen Erkrankungen führen kann.

Die Analyse hat auch ergeben, dass, entgegen anderer Annahmen, das Trinken von Alkohol vor dem Zubettgehen ungesund für den Schlaf ist. Laut Experten verringert der Alkohol die Fähigkeit des Körpers, den Tiefschlaf zu erreichen, der jedoch sehr wichtig ist. Die Forscher räumen ein, dass einige Mythen bei Schlafexperten noch immer zu Uneinigkeit führen.

Das Ausschlafen am Wochenende zum Beispiel stört den natürlichen Rhythmus. Bei Personen mit bestimmten Berufen, wie Schichtarbeitern, kann es jedoch besser sein, zu schlafen, als auf weniger Stunden zu kommen. Diese Unterschiede müssten laut dem Team noch weiter erforscht werden. Die Forschungsergebnisse wurden in „Sleep Health“ veröffentlicht.

BMBF startet Innovationswettbewerb „Organersatz aus dem Labor“ – eine Pilotinitiative für Sprunginnovationen

In Deutschland warten derzeit fast 10.000 Schwerkranke auf eine lebensrettende Transplantation – die meisten von ihnen viele Jahre lang vergeblich. Zur Lösung dieses drängenden Problems könnte die Züchtung von Ersatzorganen im Labor wirkungsvoll beitragen. Erste Vorstöße auf diesem Gebiet gibt es bereits, doch der endgültige Durchbruch ist noch nicht geglückt. Weltweit arbeiten Forschungsgruppen an der Entwicklung dreidimensionaler organähnlicher Modelle, sogenannter Organoide. Die Ergebnisse sind vielversprechend – doch die Mini-Organe reichen in Größe und Komplexität noch nicht an funktionsfähige Organe heran.

Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) ruft bundesweit Forschungsteams auf, den Leistungsstand ihrer im Labor gezüchteten Mini-Organe zu demonstrieren. Dafür hat das BMBF heute den Innovationswettbewerb „Organersatz aus dem Labor“ gestartet. Im Fokus stehen die fünf Organe, die in Deutschland am häufigsten transplantiert werden: Niere, Leber, Herz, Lunge und Bauchspeicheldrüse. Den drei besten Teams winkt eine Förderung der nächsten Entwicklungsschritte mit drei Millionen, zwei Millionen bzw. einer Million Euro. Die Gewinner des Wettbewerbs sollen im kommenden Jahr bei einer Konferenz in Berlin gekürt werden. Bis dahin haben die teilnehmenden Teams Zeit, ihre Organmodelle im Labor zu optimieren, ein aussagekräftiges Datenpaket zusammenzustellen und die weitere Entwicklung in Richtung Organersatz zu planen.

In den vergangenen Jahren wurden bereits große Fortschritte bei der Kultivierung patienteneigener Zellen und deren Anordnung zu organähnlichen Strukturen erzielt. Damit ist es bereits heute möglich, Haut und Knorpel zu kultivieren und dem Patienten zu transplantieren. Darauf aufbauend sollen mit dem neuen Innovationswettbewerb Technologien zur Herstellung von „Organersatz aus dem Labor“ gefördert werden. Im Labor kultivierte Organe würden die Abhängigkeit von Spenderorganen verringern. Sie könnten die Organspende sogar überflüssig machen. Auch die häufig sehr belastenden Medikamente zur Vermeidung von Abstoßungsreaktionen könnten überflüssig werden, wenn die Ersatzorgane aus patienteneigenen Zellen gezüchtet werden. Das würde die Lebensqualität der Betroffenen entscheidend erhöhen. Auch wenn der Weg zu solchen „Organen aus dem Labor“ noch weit ist, können Zwischenstufen schon erheblich zur Lebensqualität der Patienten beitragen. Beispielsweise könnten implantierbare Nierenorganoide eine geschwächte Niere entlasten und so die Häufigkeit der Dialyse verringern.

Mit insgesamt drei Innovationswettbewerben erprobt das BMBF ein neues Instrument zur Förderung von Sprunginnovationen. Die dabei gewonnenen Erfahrungen sollen in die geplante Gründung einer Agentur für Sprunginnovationen einfließen. Sprunginnovationen sollen gezielt gefördert werden, damit aus bahnbrechenden Ideen hochinnovative Produkte, Prozesse und Dienstleistungen entstehen, mit denen neue Hochtechnologiefelder, Märkte und Geschäftsmodelle erschlossen werden.

Bewerbungen für die Teilnahme am Innovationswettbewerb „Organersatz aus dem Labor“ können bis zum 28. Juni 2019 eingereicht werden.

Gen SRC-1 kontrolliert Essverhalten stark

Wissenschaftler finden Einfluss auf Appetit, bei Schädigung Gefahr von Übergewicht

Houston (pte004/15.04.2019/06:15) – Das Gen SRC-1 reguliert den Appetit von Menschen und beeinflusst so das Körpergewicht. SRC-1 spielt vor allem im Hypothalamus eine Rolle. Wenn es fehlt, kennen Menschen kein Sättigungsgefühl und essen zu viel. Zu dieser Erkenntnis gelangt eine Studie des Baylor College of Medicine .

„SRC-1 ist ein klassisches Gen, das die Kontrolle über das Essverhalten bestimmt“, bestätigt Heinrich von Grünigen, Präsident der Schweizerischen Adipositas-Stiftung, im Gespräch mit pressetext. Dem Adipositas-Experten zufolge gibt es rund 40 verschiedene Hormone und Enzyme, die die Nahrungsaufnahme regulieren. Wenn nur eine oder zwei von diesen Hormonen geschädigt sind, würde dadurch das Sättigungsgefühl vermindert. Ohne Sättigungsgefühl könne man immer weiter essen und wisse nicht, wann es genug ist.

Tests an Mäusen im Labor

Laut Koautor Yong Xu war bisher nicht bekannt, wie das Gen die Körpergewichtskontrolle beeinflusst. In einem Test hat sich herausgestellt, dass SCR-1 Einfluss auf den Hypothalamus von Mäusen hat. Diese Gehirnregion wird mit dem Appetit in Verbindung gebracht. Mäuse, denen das Gen fehlte, aßen mehr und nahmen an Gewicht zu. Die Studie hat sich auch damit beschäftigt, ob SRC-1 auch das Körpergewicht von Menschen beeinflusst. Das Team hat bei schwer übergewichtigen Kindern 15 seltene genetische Varianten von SRC-1 gefunden, die dessen Funktion stören. Mäuse, die durch gentechnische Veränderung diese Varianten erhielten, neigten zu unkontrolliertem Essverhalten und Gewichtszunahme.

Nicht mit Zustand abfinden

Von Grünigen stimmt der Studie zu und sieht einen klaren Zusammenhang zwischen SRC-1 und dem Körpergewicht. Jedoch sei die Häufigkeit von Schädigungen dieses Gens eher gering, nur 1,5 bis zwei Prozent der von Adipositas Betroffenen leiden darunter. Von Grünigen warnt davor, Übergewicht ausschließlich auf Gendefekte zu schieben. „Das befreit die von Übergewicht Betroffenen von dem Vorwurf, sie wären selber schuld. Dies kann aber leider dazu führen, dass sie sich mit ihrem Zustand abfinden und komplett die Kontrolle über ihr Essverhalten verlieren“, gibt der Experte zu bedenken.

Bluthochdruck, Fettstoffwechselstörungen bei Schlafapnoe sowie Müdigkeit bei zu wenig Ruhe

(pte002/02.04.2019/06:05) – Die beiden Ruhestörungen Schlafapnoe und kurze Schlafdauer haben unterschiedliche negative Auswirkungen auf die Gesundheit. Zu diesem Ergebnis kommt eine Studie der Universität São Paulo http://usp.br . Schlafapnoe bedeutet Atemstörungen beim Schlafen, während kurze Schlafdauer bei weniger als sieben bis acht Stunden Schlaf pro Nacht diagnostiziert wird.

2.100 Probanden getestet

Für die Datenerhebung wurden etwa 2.100 Probanden im Alter zwischen 35 und 74 Jahren untersucht. Der Schlafzustand der Studienteilnehmer wurde nicht durch eine Befragung, sondern durch Aktigrafie beobachtet. Dabei misst ein Gerät am Handgelenk die Bewegungen, um die Schlafdauer zu ermitteln. Schlafapnoe und kurze Schlafdauer wurden beide auf Verbindungen zu Erkrankungen wie Übergewicht, Fettstoffwechselstörungen, Hypertonie sowie exzessiver Schläfrigkeit untersucht. Schlafapnoe wurde nicht mit Schläfrigkeit untertags in Verbindung gebracht, aber dafür mit Fettleibigkeit, Hypertonie und Fettstoffwechselstörungen.

Die gemeinsame Schnittmenge zwischen Schlafapnoe und Insomnie ist für Alfred Wiater, Vorstandsreferent der Deutschen Gesellschaft für Schlafforschung und Schlafmedizin http://dgsm.de , der nicht-erholsame Schlaf, wie er im Gespräch mit pressetext festhält. Selbstverständlich sei Tagesschläfrigkeit mit dem Risiko für den gefährlichen Sekundenschlaf eine Folge der Schlafapnoe. „Bei anders lautenden wissenschaftlichen Untersuchungsergebnissen ist die Untersuchungsmethode sehr kritisch zu hinterfragen“, meint Wiater.

Verschiedene Auswirkungen

Kurze Schlafdauer hat laut der Studie eine Verbindung mit Schläfrigkeit, aber nicht mit anderen gesundheitlichen Schäden. Studienleiter Luciano F. Drager zufolge gibt es unterschiedliche gesundheitliche Auswirkungen der beiden Schlafstörungen. Deswegen sollen beide individuell und nicht nach der gleichen Methode behandelt werden. Drager ergänzt, dass Schläfrigkeit auch bei Menschen mit Schlafapnoe vorkommt, jedoch war dieses Symptom bei einem Großteil der Probanden mit Apnoe gering oder nicht vorhanden.

Wiater zufolge umfasst die internationale Klassifikation von Schlafstörungen über 80 verschiedene Diagnosen, für die jeweils spezifische Behandlungsverfahren angewendet werden. Sogar für einzelne Diagnosen, wie die Schlafapnoe, gebe es individuell unterschiedliche Verfahren. Die Behandlung sei von der jeweiligen Diagnose abhängig. So sei eine Narkolepsie, die mit krankhafter Schläfrigkeit einhergeht, anders zu behandeln als das Syndrom der unruhigen Beine. „Zur Prävention von nicht-organischen Schlafstörungen gilt: Schlafhygiene einhalten und für eine adäquate Schlafumgebung zu sorgen.“

Die Studie ergibt nach Angaben von Drager auch, dass Menschen häufiger unter Schlafstörungen leiden als erwartet. Etwa ein Drittel der Probanden hatte Schlafapnoe, etwa drei Viertel eine kurze Schlafdauer. Laut Wiater führen Schlafstörungen zu krankhaften körperlichen und psychischen Folgen. Sie beeinträchtigen die Aufmerksamkeit, die Konzentration und das Lernverhalten. „Gesunder Schlaf bedeutet erholsamer Schlaf, der uns fit macht für den Tag“, sagt Wiater abschließend.

Wissenschaftler sehen immenses Zukunftspotenzial bei Diagnose- und Behandlungsansätzen

(pte011/04.04.2019/10:30) – Forscher der Technischen Universität München http://tum.de und des Helmholtz Zentrums München http://www.helmholtz-muenchen.de nutzen den dunklen Hautfarbstoff Melanin zur verbesserten Tumordiagnose und -therapie. Melanin nimmt Lichtenergie auf und wandelt diese in Wärme um. Im Labor haben die Wissenschaftler mit Melanin beladene Membran-Nanopartikel hergestellt. Im Tiermodell verbesserten sie die Tumorbildgebung und verzögerten gleichzeitig das Tumorwachstum.

„Outer Membrane Vesicles“

Nanopartikel gelten als vielversprechender Ansatz für die Tumorbekämpfung, weil Tumorgewebe sie aufgrund eines durchlässigeren Blutgefäßsystems leichter aufnimmt als gesunde Zellen. Ein Beispiel für sie sind kleine Bläschen, die von Bakterienmembran umgeben sind und als „Outer Membrane Vesicles“ (OMVs) bezeichnet werden.

„Melanin absorbiert Licht sehr gut – auch im Infrarot-Bereich. Genau dieses Licht nutzen wir in unserem bildgebenden Verfahren Optoakustik für die Tumordiagnostik. Gleichzeitig setzt Melanin diese aufgenommene Energie in Wärme um, die es wieder abstrahlt. Und Wärme wird in ersten klinischen Studien für die Tumorbekämpfung eingesetzt“, so Vipul Gujrati, Erstautor der Studie.

Die Optoakustik kombiniert die Vorteile von optischer Bildgebung und Ultraschalltechnik. Dabei erwärmen schwache Laserimpulse das Gewebe geringfügig, woraufhin es sich minimal und kurzzeitig ausdehnt. Zieht sich das Gewebe in Folge der Abkühlung wieder zusammen, entstehen Ultraschallsignale. Je nach Art des Gewebes unterscheiden sich die gemessenen Signale. Diese erfassen die Forscher dann mit Detektoren und „übersetzen“ sie in 3D-Bilder. Mithilfe von Sensormolekülen lässt sich die Spezifizität und Genauigkeit der Technik steigern.

Scharfe, kontrastreiche Bilder

Das Team hatte aber zuerst ein Problem zu lösen: Melanin ist schlecht wasserlöslich und damit schwer zu verabreichen. Die Forscher veränderten Bakterien so, dass sie Melanin produzieren und in ihre Membran und den daraus entstehenden Nanopartikeln einlagern konnten. Sie testeten die schwarzen Nanopartikel anschließend in Mäusen, die Tumore im Brustbereich hatten. Die Partikel wurden direkt in den Tumor gespritzt und dieser mit Infrarot-Laserimpulsen im Zuge der optoakustischen Untersuchung angeregt.

OMVs eignen sich als Sensormoleküle für diese Diagnosetechnik, weil sie kontrastreiche Bilder des Tumors liefern. Zudem sind sie auch für photothermale Therapien nutzbar, bei denen das Tumorgewebe mit stärkeren Laserimpulsen erhitzt wird, sodass die Krebszellen absterben. Durch das Melanin erwärmte sich das Tumorgewebe von 37 auf bis zu 56 Grad Celsius, während Kontrolltumore ohne Melanin sich nur auf bis zu 39 Grad Celsius erwärmten.

Zehn Tage nach der Behandlung wuchsen die Tumore deutlich langsamer als in der Kontrollgruppe, die keine Melanin-OMVs erhalten hatten. Verstärkt wurde diese Wärmewirkung durch einen weiteren positiven Effekt der Partikel: sie verursachten eine leichte unspezifische Entzündung im Tumorgewebe, was das Immunsystem anregte, den Tumor zu bekämpfen.