Mikrofluidik in Medizintechnik - 24.03.2021

Ultra-kompakt: Ventile mit Formgedächtnisaktoren

Auf kleinstem Raum Bewegung aktiv erzeugen und das mit erstaunlich viel Kraft? Dass dies möglich ist, zeigt das junge Karlsruher Unternehmen memetis. Mit intelligenten Bauteilen zur Steuerung von Fluiden eröffnen sich riesige Potenziale im medizintechnischen und biotechnologischen Bereich – von Impfstoffentwicklung, Zelllinienanalyse zur Medikamentenforschung bis hin zu Point-of-care-Lösungen.

CureVac N.V., ein globales biopharmazeutisches Unternehmen, das in klinischen Studien eine neue Klasse von transformativen Medikamenten auf der Basis von Messenger-Ribonukleinsäure entwickelt, gab heute mit der Veröffentlichung von präklinischen Daten bekannt, dass sein COVID-19-Impfstoffkandidat CVnCoV vor Challenge-Infektionen mit der besorgniserregenden SARS-CoV-2-Variante B.1.351, der sogenannten südafrikanischen Variante, schützt.

Ulmer Forschende haben untersucht, was der Mensch so alles an antiviralen körpereigenen Proteinen und Peptiden auf Lager hat, die im Kampf gegen das neuartige Coronavirus hilfreiche Dienste leisten. Dabei stießen die Wissenschaftler auf Alpha 1 Antitrypsin. Dieses Protein wirkt antiviral, indem es ein bestimmtes zelluläres Enzym hemmt, das wiederum für die Aktivierung des viralen Spikeproteins von SARS-CoV-2 entscheidend ist.

Mit einem neuen Verfahren lassen sich Stammzellen und Krebsstammzellen auf der Einzelzellebene untersuchen und die daraus hervorgehenden Zellklone direkt nachverfolgen. Für diese Methode kombinierten Forscher die Analyse der genomischen Krebs-Mutationen mit den assoziierten Expressionsprofilen in jeweils derselben Zelle. Auf diese Weise untersuchten sie tausende von Einzelzellen parallel.

Automatisch Markiert - 17.03.2021

Epigenetische Schalter in Bakterien als Biosensoren

Zum verlässlichen Nachweis von z.B. Tumor- und Biomarkern von Krankheiten und Antibiotika in Trinkwasser bedarf es einer hoch sensitiven und stabilen Methode, welche schnelle Ergebnisse liefert. Biosensoren vereinen all diese Eigenschaften. Eine Forschergruppe des IBTB der Universität Stuttgart hat einen epigenetischen Schaltkreis konstruiert, welcher den Einsatz von E. coli Bakterien als Ganzzell-Biosensoren möglich machen könnte.

Für Menschen mit geschwächtem Immunsystem stellt die invasive pulmonale Aspergillose, eine große Gefahr dar. Die Diagnose der Infektion ist oft schwierig und die hochinvasiven Verfahren unangenehm für die geschwächten Patienten. Auf der Suche nach einem Diagnostikverfahren hat das Universitätsklinikum Tübingen gemeinsam mit der Universität Duisburg-Essen und der Universität Exeter ein neues Antikörper-gesteuertes Bildgebungsverfahren untersucht.

Von der ersten Idee über die Entwicklung, Zulassung, den Einsatz in der Klinik bis hin zum Lebensende des Produkts – mit dem jüngst bewilligten MDR- & IVDR-Kompetenzzentrum kann das NMI Naturwissenschaftliche und Medizinische Institut in Reutlingen Unternehmen künftig über den gesamten Lebenszyklus eines Medizinprodukts hinweg unterstützen.

T-Zellen spielen bei der Bildung einer langanhaltenden Immunität gegen das Coronavirus SARS-CoV-2 eine tragende Rolle. Das zeigt eine neue Studie der Klinischen Kooperationseinheit Translationale Immunologie am Universitätsklinikum Tübingen und des Robert Bosch Centrums für Tumorerkrankungen (RBCT) in Stuttgart. Die neugewonnen Erkenntnisse liefern wichtige Informationen für die Entwicklung von Impfstoffen gegen das Virus.

An der Technischen Hochschule Ulm forscht derzeit eine Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Alfred M. Franz im Bereich "Navigation für medizinische Interventionen". In dieser Gruppe wurde nun im Sinne der Offenen Wissenschaft ein flexibles, neurovaskuläres Gefäßphantom entwickelt, um daran neue Methoden der Schlaganfallbehandlung zu untersuchen.

Spielen BMMFs, die neuartigen infektiösen Erreger, die in Milchprodukten und Rinderseren gefunden wurden, bei der Entstehung von Darmkrebs eine Rolle? Wissenschaftler wiesen die Erreger bei Darmkrebspatienten in unmittelbarer Nähe der Tumoren nach. Die Forscher zeigen, dass die BMMFs dort lokale chronische Entzündungen auslösen, die über aktivierte Sauerstoffmoleküle Mutationen auslösen und damit langfristig die Krebsentstehung fördern können.

Ein interdisziplinärer Forschungsverbund der Hochschule Furtwangen entwickelt und evaluiert in den nächsten drei Jahren digitale Lösungsansätze, mit denen die Versorgung von Menschen mit Demenz verbessert werden soll. Das Projekt wird mit rund einer Million Euro durch die Carl-Zeiss-Stiftung gefördert.

Das Ministerium für Wirtschaft, Arbeit und Wohnungsbau fördert mit 3,4 Millionen Euro den Aufbau eines Kompetenzzentrums zur Unterstützung baden-württembergischer Unternehmen bei der Umsetzung der Europäischen Medizinprodukteverordnung und der In-Vitro-Diagnostik Verordnung. Das Zentrum, das im Rahmen des Forums Gesundheitsstandort Baden-Württemberg initiiert wurde, entsteht am Naturwissenschaftlichen und Medizinischen Institut in Reutlingen.

Frauen haben ein erhöhtes Brustkrebsrisiko, wenn die Erkrankung bereits in ihrer Verwandtschaft aufgetreten ist. Das Risiko kann aber auch größer sein, wenn Familienmitglieder ersten Grades an einer anderen Krebsart erkrankt sind, wie eine Studie eines Teams des Nationalen Centrums für Tumorerkrankungen Heidelberg, des Deutschen Krebsforschungszentrums und des Universitätsklinikums Heidelberg sowie internationalen Kollegen ergab.

Bereits im Mai 2020 belegten Daten von COVIDSurg, dass Patienten mit einer Coronavirus-Infektion bei chirurgischen Eingriffen eine erhöhte Sterblichkeit aufweisen. In einer der bislang größten Beobachtungsstudien konnte das Forschungsteam nun herausfinden, dass planbare Operationen von auf SARS-CoV-2 positiv getesteten Personen um mindestens sieben Wochen aufgeschoben werden sollten, um das postoperative Sterblichkeitsrisiko zu senken.

Unternehmensportät - 10.03.2021

Schneller zu Einzelzellen mit Miniatur-Mühle

Gewebezellen werden heute unter anderem für die medizinische Diagnostik, für Zelltherapien oder für das sogenannte Tissue Engineering benötigt. Eine neuartige Gewebemühle löst die Zellen schonend und automatisiert aus dem Gewebe. Im November 2020 hat das jüngst gegründete Biotech-Unternehmen Fast Forward Discoveries GmbH (FFX) die ersten Geräte an die Kunden ausgeliefert.

Loskriechen oder treiben lassen? Wie und wann sich der Malaria-Erreger Plasmodium während seiner Reise durch die Körper seiner Wirte fortbewegt, hängt wahrscheinlich maßgeblich von der mechanischen Beschaffenheit seiner Umgebung ab. Zu diesem Ergebnis kamen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Zentrums für Infektiologie am Universitätsklinikums Heidelberg.

Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern der Universität Konstanz und der Freien Universität Amsterdam gelingt in Zusammenarbeit mit dem Entwicklungsteam des Unternehmens Bruker BioSpin erstmals der direkte, spektroskopische Nachweis der Bindung des „Parkinson-Proteins“ α-Synuclein an Lipidmembranen in der Zelle.

Das Wirtschaftsministerium fördert die Weiterentwicklung der Start-up BW Acceleratoren mit 5,1 Millionen Euro. Die ersten Bewilligungsbescheide wurden nun an zunächst acht Projektpartner aus Freiburg, Karlsruhe, Heidelberg, Mannheim, Ulm, Stuttgart und Tübingen überreicht. Sie können damit ihre Gründungsunterstützung mit Landesmitteln gezielt ausbauen.

CureVac N.V., ein globales biopharmazeutisches Unternehmen, das in klinischen Studien eine neue Klasse von transformativen Medikamenten auf der Basis von Messenger-Ribonukleinsäure entwickelt, und Novartis gaben heute bekannt, dass sie eine initiale Vereinbarung zur Herstellung des COVID-19-Impfstoffkandidaten von CureVac, CVnCoV, unterzeichnet haben.

Dr. Fabian von Scheidt, wissenschaftlicher Mitarbeiter des Forschungsteams der Sektion Pädiatrische Kardiologie der Klinik für Kinder- und Jugendmedizin des Universitätsklinikums Ulm (UKU) hat den Wissenschaftspreis 2021 der Deutschen Gesellschaft für Pädiatrische Kardiologie und Angeborene Herzfehler erhalten.

Induzierte pluripotente Stammzellen (iPSC) sind geeignet, um die verantwortlichen Gene zu entdecken, die komplexen und auch seltenen genetischen Erkrankungen zugrunde liegen. Dies konnten Wissenschaftler vom Deutschen Krebsforschungszentrum (DKFZ) und vom Europäischen Laboratorium für Molekularbiologie (EMBL) gemeinsam mit internationalen Partnern erstmals mit einer Untersuchung an iPS-Zelllinien von fast tausend Spendern zeigen.

Das Land fördert ein Forschungsprojekt zur Aerosolausbreitung und Luftreinigung mit 1,6 Millionen Euro. Vier starke Institutionen erarbeiten in dem Projekt die wissenschaftlichen Grundlagen zur Etablierung zertifizierter Prüfverfahren für Luftreiniger.

Mit dem Ziel, die Zahl von Tierversuchen zu reduzieren und den Tierschutz weiter zu verbessern, entsteht in Baden-Württemberg ein neues Netzwerk: Es bündelt neue Ansätze und Maßnahmen an den biomedizinischen Forschungsstandorten des Landes, die nach dem 3R-Prinzip Replacement (Vermeidung), Reduction (Verringerung), Refinement (Verbesserung) die Belastungen für die Versuchstiere begrenzen und die Anzahl der eingesetzten Tiere weiter senken sollen.

Experteninterview - 03.03.2021

Healthcare Movers – Die Zukunft der baden-württembergischen Gesundheitswirtschaft

Mit der Veröffentlichung des „Healthcare Movers 2020 - Baden-Württemberg Report“ werden die Potenziale und Herausforderungen der baden-württembergischen Unternehmen im Bereich der marktseitigen Digitalisierung sichtbar. Im Gespräch mit Dr. Ariane Pott für BIOPRO erklären die Autoren Beatus Hofrichter und Dr. Ursula Kramer wie man den großen Schritt zur digitalen Avantgarde schaffen kann.

Gentherapien werden bereits für die Behandlung angeborener Erkrankungen und in der Krebstherapie eingesetzt. Eine weitaus größere Zahl ähnlicher Therapien ist derzeit in der Entwicklung. Ob und wie präzise die dabei eingesetzten Genscheren ausschließlich am gewünschten Ort im Erbgut schneiden, konnte bislang nur unzureichend untersucht werden.

Um die Wirksamkeit der Vorsorge-Darmspiegelungen in Deutschland zu beurteilen, haben Wissenschaftler des Deutschen Krebsforschungszentrums mit dem Krebsregister des Saarlands über 17 Jahre hinweg mehr als 9000 Studienteilnehmer beobachtet. Das Resultat: Bei Personen, die eine Vorsorge-Darmspiegelung in Anspruch genommen hatten, traten 60 Prozent weniger Darmkrebs-Neuerkrankungen auf als bei Teilnehmern, die auf die Untersuchung verzichtet hatten.

Unter der Leitung von Prof. Dr. Florian Leuschner, Geschäftsführender Oberarzt an der Klinik für Kardiologie, Angiologie und Pneumologie des Universitätsklinikums Heideberg, hat ein internationales Forschungsteam seine Arbeit aufgenommen. Die Forschenden haben sich zum Ziel gesetzt, das Zusammenspiel von Entzündung und Fibrose nach einem Herzinfarkt genauer zu untersuchen und damit einen Beitrag zu personalisierten Behandlungsansätzen zu leisten.

Da keine beziehungsweise nur wenig wirksame Behandlungsmethoden für COVID-19 verfügbar sind, wurde in vielen Ländern die therapeutische Verwendung von Blutplasma genesener Patienten zugelassen, in denen Antikörper gegen das Coronavirus nachgewiesen wurden. Aber nicht jede Art von Antikörper kann das Virus neutralisieren und es somit inaktivieren.

So genannte stumme Mutationen haben keine Auswirkung auf die Zusammensetzung eines Proteins. Sie gelten daher nicht als krebsfördernd. Doch Wissenschaftler vom Deutschen Konsortium für Translationale Krebsforschung (DKTK), Partnerstandort Essen, beschreiben nun bei einem Fall von Nierenkrebs eine bislang übersehene Mutation mit großer Auswirkung auf die Prognose.

Neuroblastome können unaufhaltsam voranschreiten oder sich spontan zurückbilden. Wissenschaftler des Hopp-Kindertumorzentrums Heidelberg, des Deutschen Krebsforschungszentrums, der Universität Heidelberg und des Nationalen Centrums für Tumorerkrankungen Heidelberg zeigen, dass einige bösartige Neuroblastome einen besonderen Trick nutzen, um dem Zelltod zu entgehen: Sie verlängern ihre Chromosomenenden durch einen speziellen Mechanismus.

Als Scheinmedikamente ohne pharmakologische Wirkstoffe kommen Placebos in klinischen Studien häufig als Vergleichsgröße zum Einsatz. Dass sie überraschend starke Effekte erzielen können, selbst wenn die Studienteilnehmer*innen das Placebo wissentlich einnehmen, konnten Wissenschaftler*innen aus dem Department für Psychische Erkrankungen des Universitätsklinikums Freiburg nun wissenschaftlich belegen.

Das Forum Gesundheitsstandort hat Ministerpräsident Kretschmann ein Strategiepapier und ein Pandemiepapier zur Zukunft des Gesundheitsstandort übergeben. Das Forum will die bestehenden Strukturen Baden-Württembergs stärker nach außen vermitteln und das Land zur Leitregion für den digitalen, vernetzten und innovativen Gesundheitsstandort der Zukunft weiterentwickeln.

Wissenschaftler des Universitätsklinikums Freiburg haben gemeinsam mit internationalen Kollegen nachgewiesen, dass Antidepressiva bei Nervenzellen an einer bislang unbekannten Stelle andocken und ihre stimmungsaufhellende Wirkung entfalten. Indem sie auf Nervenzellen an den Rezeptor des sogenannten Brain derived neurotrophic Factor binden, kommt es zu einer verbesserten Aktivität in Hirnregionen, die bei depressiven Patienten beeinträchtigt sind.…

Der Reutlinger Antikörpertest ist sensitiv und treffsicher. Das bestätigen auch unabhängige Experten, die die Validierungsstudie vor ihrer Veröffentlichung begutachtet haben. Der am NMI und in enger Zusammenarbeit mit dem Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung (HZI) entwickelte Antikörpertest findet darüber hinaus bereits Anwendung in diversen Studien und liefert wertvolle Daten zum Pandemiegeschehen.

In den letzten zwei Jahren hat das Institut für Medizinische Genetik und Angewandte Genomik des Universitätsklinikums und der Medizinischen Fakultät Tübingen in dem Pilotprojekt „Genome First“ – unterstützt durch die Firma Illumina – die Genomsequenzierung und -Analytik erfolgreich in die klinische Diagnostik eingeführt.

Epileptische Aktivität, ausgehend von einer oder mehreren erkrankten Hirnregionen im Bereich des Schläfenlappens, ist schwer einzudämmen. Viele Patientinnen und Patienten mit einer sogenannten Schläfenlappenepilepsie sprechen häufig nicht auf die Behandlung mit anti-epileptischen Medikamenten an, und die betroffenen Hirnareale müssen deshalb operativ entfernt werden.

Der klassische Weg der Medikamentenentwicklung führt meist nicht am Tiermodell vorbei. Dabei erschwert die begrenzte Übertragbarkeit der Ergebnisse oft die Suche nach geeigneten Wirkstoffen. Denn entweder werden diese aufgrund von Nebenwirkungen zu früh ausgeschlossen, oder aber sie zeigen im Menschen nicht die erhoffte Wirkung. Es wird an In-vitro-Testsystemen um diese Vorhersagekraft zu verbessern.

Am Universitätsklinikum Tübingen führte die Präklinische Studie unter der Leitung von Dr. Daniel Dauch und Prof. Dr. Lars Zender, Ärztlicher Direktor der Medizinischen Onkologie und Pneumologie zu den äußerst positiven präklinischen Ergebnissen. Die Forschergruppen verfolgten einen neuen Therapieansatz, den sie selbst als „induzierte Lipotoxizität“ bezeichnen und der darauf abzielt, Therapieresistenzen beim Leberzellkarzinom zu überwinden.

Serviceroboter können dazu beitragen, dass Gebäude und Verkehrsmittel regelmäßig und mit gleichbleibend hoher Qualität gereinigt und desinfiziert werden. Seit Oktober 2020 arbeiten zwölf Einrichtungen der Fraunhofer-Gesellschaft an der Entwicklung neuer Technologien für dieses Einsatzfeld. Geleitet vom Fraunhofer IPA bündeln die Partner ihre Kompetenzen, um zu einem sicheren »New Normal« in Pandemiezeiten beizutragen.

Fachbeitrag - 11.02.2021

Digitale Gesundheitsanwendungen für den deutschen Markt

Die Digitalisierung des deutschen Gesundheitswesens kommt voran. Die elektronische Patientenakte wurde endlich eingeführt und das „Digitale-Versorgung-Gesetz“ im Rekordtempo verabschiedet, nach dem digitale Gesundheitsanwendungen (DiGA) als „App auf Rezept“ zur Unterstützung medizinischer Diagnostik und Therapie verordnet und von den Krankenkassen erstattet werden können.

Wissenschaftlern des Zentrums für Infektiologie am Universitätsklinikum Heidelberg und des Europäischen Laboratoriums für Molekularbiologie in Heidelberg ist es erstmals gelungen, das HI-Virus beim Transport in den Kern der infizierten Zelle abzubilden. Die elektronentomografischen Aufnahmen zeigen: Die Protein-Hülle des Virus passiert die Kernpore als Ganzes und zerbricht erst im Inneren des Zellkerns, wo es die Virus-Erbinformation freisetzt.

Ein internationales Forschungsteam der Universitäten Paraná und Tübingen hat einen Schnelltest entwickelt, der innerhalb von Minuten Antikörper gegen den Covid-19 Erreger SARS-Cov2 im Blut zuverlässig nachweisen kann. Wie die Forscherinnen und Forscher in der Fachzeitschrift ACS Sensors berichteten, lässt sich das neue Verfahren aufgrund eines einfachen Messprinzips ohne teure Instrumente durchführen.

Um Tierversuche zu vermeiden, zu verringern und zu verbessern, hat das Land Baden-Württemberg am 8. Februar ein landesweites Hochschulnetzwerk zur Verbesserung des Tierschutzes in Forschung und Lehre gegründet und stellt 3,8 Millionen Euro zur Verfügung Zu den geförderten Projekten gehört auch das Netzwerk 3R-US der Universität Stuttgart und des Robert-Bosch-Krankenhauses Stuttgart.

Das gegen das Membranprotein CD20 gerichtete Krebsmedikament Rituximab war der erste zugelassene therapeutische Antikörper gegen B-Tumorzellen. Forscher lösen nun ein Rätsel um seine Wirkweise: Ein Team um Prof. Dr. Michael Reth der Universität Freiburg untersuchte mittels Zellkultur an gesunden Zellen sowie an Zellen von erkrankten Personen, wie CD20 die Nanostrukturen der Zellmembran der so genannten B-Zellen des Immunsystems ordnet.

Im Jahr 2020 ging der mit 250.000 Euro dotierte Forschungspreis für innovative Projekte der Dr. K. H. Eberle Stiftung an das interdisziplinäre Projekt „Mikroskopie des Stoffwechsels“ der Universität Freiburg: Die Biochemiker Dr. Sabrina Hoffmann und Dr. André F. Martins (Werner Siemens Imaging Center) planen mit den Physikern Dr. Lőrinc Sárkány und Prof. József Fortágh (Center for Quantum Science) die Entwicklung einer Mikroskopiemethode.

Während der embryonalen Hirnentwicklung durchlaufen neurale Stammzellen eine Reihe streng geregelter Entwicklungsphasen. Durch eine Mutation in einem Protein, das unser Erbgut ordentlich gefaltet im Zellkern verpackt, wird dieses Timing gestört. Aus frühen Vorläuferzellen können dann besonders aggressive kindliche Hirntumoren, sogenannte Hirnstammgliome entstehen.

SARS-CoV-2 befällt viele Organe. Schwere Verläufe von COVID-19 betreffen nicht nur die Atemwege, den Verdauungstrakt, das Herz-Kreislauf- und Nervensystem, sondern auch den Stoffwechsel. Forschende der Ulmer Universitätsmedizin konnten nun in einer Studie nachweisen, dass SARS-CoV-2 bei gravierenden Krankheitsverläufen die insulinproduzierenden Beta-Zellen der Bauchspeicheldrüse infiziert.

Können UV-C-Strahlung Corona-Viren in der Luft unschädlich machen? Bereits nachgewiesen haben dies die Tübinger Virologen, wenn die Corona-Viren auf festen Oberflächen sitzen. Nicht jedoch für Viren in luftgetragenen Partikeln, also Aerosolen, die das öffentliche Leben in Deutschland nach wie vor stark einschränken. Dieser wichtigen Aufgabe gehen nun Ingenieure der Hochschule Heilbronn und Virologen vom Universitätsklinikum Tübingen in einem…

Um Tot-Impfstoffe zu erzeugen, werden Viren mit der giftigen Chemikalie Formaldehyd inaktiviert. Vorteilhafter ist es jedoch, die Erreger mit niederenergetischen Elektronen zu bestrahlen. Vier Fraunhofer-Institute haben diese neue Methode der Impfstoff-Herstellung entwickelt. Das Verfahren ist schneller und garantiert eine höhere Produktqualität. Nun gilt es, die patentierte Technologie möglichst schnell zur Marktreife zu überführen.