Dossier: Innovative tierversuchsfreie Forschung in Baden-Württemberg - 05.12.2024

Mini-Organe und Multi-Organ-Chips - Wo Labormäuse vielleicht bald in Rente gehen

Tierversuche ade? Ein Blick auf die baden-württembergische Forschungslandschaft zeigt, wie Forschende in den Lebenswissenschaften neue Wege beschreiten, um im Sinne des 3R-Prinzips auf Tierversuche zu verzichten, sie zu reduzieren oder die Haltungsbedingungen für Tiere zu verbessern. Sie investieren damit in die Zukunft und steigern gleichzeitig die Qualität der Ergebnisse.

Neben der Lunge ist bei den meisten Mukoviszidose-​Patienten auch die Bauchspeicheldrüse (Pankreas) von der Erkrankung betroffen – viele von ihnen haben Verdauungsprobleme und einen CF-​assoziierten Diabetes. Wie genau diese Mukoviszidose-​typische Pankreas-​Symptomatik entsteht und welche Rolle das CFTR-​Protein dabei spielt, ist noch nicht bekannt.

Ein Forschungsprogramm unter Beteiligung der Universitätsklinika Freiburg, Tübingen, Heidelberg, des Klinikums rechts der Isar TU München und des Berlin Institute of Health in der Charité erhält in Zusammenarbeit mit Miltenyi Biotec B.V. & Co. KG eine Förderung in Höhe von zehn Millionen Euro vom BMBF im Rahmen der Nationalen Dekade gegen Krebs. Ziel ist, die Behandlung von Pankreaskrebs durch eine neuentwickelte Krebsimmuntherapie zu…

Zellteilung, Zelldifferenzierung, Zellreparatur oder Zelltod spielen eine fundamentale Rolle für den menschlichen Organismus, seine Entwicklung, Gesundheit und Fortpflanzung. Gesteuert werden Zellveränderungsprozesse von zwei Regulationsmechanismen: Chromatinmodifikationen und Zellsignalnetzwerken. Das Graduiertenkolleg EpiSignal beleuchtet das bisher kaum erforschte Zusammenspiel dieser beiden komplexer Systeme.

Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) hat am 25. November die Weiterförderung von zwei Sonderforschungsbereichen (SFB) der Medizinischen Fakultät der Universität Freiburg bekannt gegeben. Im SFB 1453 „Nephrogenetik (NephGen)” suchen Ärzt*innen und Wissenschaftler*innen anhand genetischer Informationen nach Mechanismen, die Nierenerkrankungen zugrunde liegen.

Die reproduzierbare und präzise Herstellung von komplexen Organoid-Modellen zur Simulation von Fehlfunktionen menschlicher Organe steht im Mittelpunkt eines interdisziplinären Forschungsvorhabens an der Universität Heidelberg. Ein Forschungsteam aus den Lebens- und Ingenieurwissenschaften möchte dazu das Engineering molekularer Systeme mit Maschinellem Lernen und automatisierten Herstellungsmethoden verbinden.

Seit Kurzem bereichert Medizintechnik auf dem neuesten Stand die Hochschulambulanz für Strahlentherapie des Universitätsklinikums Ulm (UKU) im Gesundheitszentrum Ehingen: hier ist ein neuer, hochmoderner Linearbeschleuniger in Betrieb gegangen. Durch das neue Gerät profitieren die Patientinnen und Patienten von dem universitären Standard der Strahlentherapie in Ulm.

In der Medizin der Zukunft könnten personalisierte Computermodelle, sogenannte virtuelle menschliche Zwillinge, bei der Planung individueller Therapien helfen. Schon heute lassen sich menschliche Organe auf Chips und in Petrischalen abbilden: Forschende arbeiten an computergestützten Methoden und In-vitro-Technologien, die Tierversuche reduzieren oder sogar ersetzen sollen. Das neue 3R-Zentrum treibt die Arbeit an solchen Ersatzmethoden voran.

Das baden-württembergische 3R-Netzwerk wächst weiter. Im Januar 2025 starten drei neue Zentren in Karlsruhe, Furtwangen und Ulm. Ihr Hauptziel: Ersatzmethoden für Tierversuche zu entwickeln. Das 3R-Netzwerk verankert den Tierschutz nachhaltig in der baden-württembergischen Forschungslandschaft; Ersatzmethoden für Tierversuche werden durch vielfältige Forschungs- und Weiterbildungsaktivitäten noch bekannter.

Mit einer symbolischen Grundsteinlegung fiel heute an der Baugrube gegenüber dem Universitätsklinikum Mannheim und in unmittelbarer Nachbarschaft zum Mannheim Medical Technology (MMT-) Campus der Startschuss für den Bau eines Forschungs- und Lehrcampus der Medizinischen Fakultät Mannheim der Universität Heidelberg. Im ersten Schritt werden hier ein allgemeines Forschungsgebäude und das Center for Cardiovascular Disease Control (CCDC) errichtet.

Vorhofflimmern ist die häufigste Form von Herzrhythmusstörungen, von der allein in Europa schätzungsweise über 11 Millionen Menschen betroffen sind. Als eines der ersten Zentren in Deutschland bietet das Universitätsklinikum Tübingen eine neue Behandlungsmethode an. Statt auf Hitze oder Kälte setzen die Kardiologinnen und Kardiologen auf elektrische Impulse, um das Herzgewebe, das den unregelmäßigen Herzschlag verursacht, zu behandeln.

Manche angeborenen Erkrankungen machen eine regelmäßige Überwachung der Lungenfunktion erforderlich – auch und gerade bei kleinen Kindern. Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen der Medizinischen Fakultät Mannheim der Universität Heidelberg erforschen dazu eine nicht-invasive Technik, die als nicht kontrastverstärkte (NCE) Lungen-MRT bezeichnet wird.

Die Therapie mit Immuncheckpoint-Inhibitoren hat die Überlebensrate von Personen mit schwarzem Hautkrebs (Melanom) im fortgeschrittenen Stadium deutlich verbessert. Ob Patientinnen und Patienten auf die Therapie ansprechen, kann allerdings erst etwa drei Monate nach Therapiebeginn durch radiologische Bildgebung überprüft werden. Ein neuer Bluttest ‒ die Liquid Biopsy ‒ kann schon deutlich früher Hinweise darauf liefern, ob der Tumor zurückgeht.

Am Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB wurde nun erstmals ein dreidimensionales Hautmodell aufgebaut, das die Reaktion der Haut auf Substanzen direkt anzeigt: Die Reporterhaut. Durch den eingebauten Reporter kann die zelluläre Antwort präzise und schnell gemessen werden – und das am lebenden Modell.

Rund 10 bis 15 Prozent der Frauen im gebärfähigen Alter sind von Endometriose betroffen. Die chronisch-entzündliche, bisher unheilbare gynäkologische Erkrankung ist äußerst komplex. Ein neues Verbundprojekt, das von der Uni Ulm koordiniert wird, widmet sich der ganzheitlichen und systembiologischen Erforschung der Krankheit und ihrer Ursachen. „HoPE“ will das Zusammenspiel von Ernährung, Immunsystem, Stoffwechsel und Darmmikrobiom entschlüsseln.

Am Universitätsklinikum Freiburg wurden erstmalig in Deutschland zwei Linearbeschleuniger der neuesten Generation in Betrieb genommen. Die extrem schnelle hochauflösende 3D-Bildgebung ermöglicht noch präzisere Behandlung von Krebs-Patient*innen.

Erstmals hat das Team der Herzchirurgie am Universitätsklinikum Heidelberg zwei Patienten vollständige Kunstherzen der Firma Carmat implantiert. Die Geräte unterstützen das biologische Herz nicht nur, sondern ersetzen es komplett. In der Brust der beiden Patienten pumpt nun kein Muskel mehr das Blut durch den Körper, sondern ein Wunderwerk der Robotik. Nur das Kabel zur Stromversorgung ragt aus dem Bauch.

Mit einem neuartigen chemischen Verfahren ist es möglich, erstmals schnell und einfach modifizierte Peptide mit Boronsäuren herzustellen. Entwickelt wurde es von Wissenschaftlern des Organisch-Chemischen Instituts sowie des Instituts für Pharmazie und Molekulare Biotechnologie der Universität Heidelberg. Im Rahmen der Arbeiten gelang es, eine große Anzahl biologisch aktiver Peptid-Boronsäuren zu synthetisieren.

Forschende haben ein neues Molekül für Kontrastmittel entwickelt. Hierdurch könnten zwei Arten der Bildgebung schneller und präziser werden.

Forschende der Universität Heidelberg, des HITS und der Universität Galway, Irland, haben erstmals die gesundheitliche Entwicklung von Säuglingen für deren gesamten Stoffwechsel simuliert. Dazu entwickelten sie mathematische Modelle für die Stoffwechselprozesse von Neugeborenen. Die Modelle sollen zu einem besseren Verständnis von seltenen Stoffwechselerkrankungen beitragen.

Prof. Dr. Peter Loskill und Dr. Silke Riegger vom 3R-Center Tübingen für In-vitro-Modelle und Tierversuchsalternativen sind mit dem Ursula M. Händel-Tierschutzpreis 2024 ausgezeichnet worden. Der mit 80.000 Euro dotierte Preis wurde ihnen in Würzburg für die Entwicklung von Organ-on-Chip (OoC)-Systemen als Alternative zu Tierversuchen verliehen.

Bessere Sensoriken für kürzere Operationszeiten und erhöhte Patientensicherheit: Das Graduiertenkolleg „Intraoperative multisensorische Gewebedifferenzierung in der Onkologie“, an dem die Universität Stuttgart und die Universität Tübingen beteiligt sind, forscht seit 2019 im Bereich Medizintechnik. Mithilfe neuer Sensorik-Methoden wollen die Forschenden helfen, chirurgische Eingriffe bei Krebspatient*innen wirksamer und sicherer zu gestalten.

Innovation in der Notfallmedizin - 23.05.2024

CARL verschiebt die Grenzen der Reanimationstherapie

Nur wenige Menschen überleben einen Herz-Kreislauf-Stillstand, da der Sauerstoffmangel vielfältige Schäden im Körper verursacht. Wissenschaftler des Universitätsklinikums Freiburg und der Resuscitec GmbH entwickelten deshalb das neuartige Reanimations-konzept CARL, das neben dem Sauerstoffgehalt noch viele weitere Parameter im Blut patientenspezifisch anpasst und so die Überlebenschancen stark verbessert sowie neurologische Schäden reduziert.

Wie reagieren Tumore auf einen bestimmten Therapieansatz? Dies bereits vor Beginn der Therapie zu wissen, hätte einen enormen Wert für Menschen, die an Krebs erkrankt sind. Für die vielversprechende CAR-T-Zelltherapie haben Forschende genau diese Beobachtung nun möglich gemacht. Damit lassen sich nicht nur die Erfolgschancen einer Therapie viel besser vorhersagen, sondern auch Nebenwirkungen und deren Bekämpfung.