Können Immuntherapien bei Krebs helfen?

Neue Erkenntnisse über Immunreaktionen gegen Krebszellen

Das Immunsystem des Menschen ist in der Lage, Tumorzellen als abnormale Zellen zu erkennen und zu vernichten. Jedoch gelingt es vielen Tumorzellen, unerkannt zu bleiben und sich weiter zu teilen.

Mit jährlich rund 18 Millionen Neuerkrankungen weltweit (Stand 2018) haben Krebsbehandlungen eine hohe Relevanz.

Voraussetzung, um neue Therapieansätze erforschen zu können, sind neue Erkenntnisse über die Immunreaktionen gegen Krebszellen. Das Centrum für Thrombose und Hämostase der Universitätsmedizin Mainz (CTH) konnte im Mausmodell einen bislang unbekannten Einfluss der Blutgerinnung auf die Anti-Tumor-Immunreaktion des Körpers aufzeigen.

Damit könnte es gelingen, einen neuartigen klinischen Ansatz in der Immuntherapie von Krebs und anderen Erkrankungen zu entwickeln. Die Ergebnisse wurden in der Septemberausgabe der renommierten Fachzeitschrift „Science Immunology“ veröffentlicht.

In den letzten Jahren haben Immuntherapien im Rahmen der Krebsbehandlung zunehmend an Bedeutung gewonnen.

Für eine effektive körpereigene Immunreaktion gibt es eine entscheidende Barriere: Krebszellen sind in der Lage, das Immunsystem zu überlisten. Die Umgehung des Immunsystems erfolgt im Tumorgewebe, das sich in vieler Hinsicht von normalen Organen unterscheidet. Es besteht neben den Tumorzellen aus einer ganzen Reihe von Immunzellen, aus abnormalen Blut- und Lymphgefäßen sowie der extrazellulären Matrix.

Die zellulären Komponenten beeinflussen sich gegenseitig und die Funktionen der Immunzellen im Tumorgewebe werden von Molekülen einschließlich Zytokinen reguliert. Durch diesen Prozess wird die Anti-Tumor-Immunreaktion abgeschwächt. Vor diesem Hintergrund kann die Plastizität angeborener Immunzellen zum Scheitern gezielter Immuntherapien beitragen.

Ein wesentlicher Durchbruch in der Krebstherapie gelang mit der Einführung von Medikamenten, sog.Checkpoint-Inhibitoren, die bestimmte Ausweichmechanismen der Tumorzellen aufheben können.

Allerdings ist diese Therapieform nicht bei allen Patienten wirksam. Wissenschaftler um Prof. Dr. Wolfram Ruf, Direktor des Centrum für Thrombose und Hämostase der Universitätsmedizin Mainz, und die Juniorgruppenleiterin Dr. Claudine Graf haben nun neue Erkenntnisse in der Krebsforschung erzielt:

Sie entdeckten im Mausmodell einen bislang unbekannten Einflussmechanismus der Blutgerinnung auf die Anti-Tumor-Immunreaktion des Körpers.

Die bisherigen Erkenntnisse der Gerinnungsforschung bilden die Basis für den aktuellen Forschungserfolg des CTH und seinen wissenschaftlichen Partnern: Bekannt ist, dass bösartige Zellen das Gerinnungssystem aktivieren. Das führt dazu, dass sich im Körper von Krebspatienten häufiger Blutgerinnsel (Thrombosen) ausbilden. Zugleich ermöglicht das derart aktivierte Gerinnungssystem die Metastasierung von Tumorzellen.

Darüber hinaus leistet das Gerinnungssystem einen wesentlichen Beitrag zur angeborenen Immunreaktion: Es verhindert, dass sich die Entzündungsreaktionen ausbreiten und es unterstützt die Wundheilung. Die neuen Untersuchungen der Mainzer Wissenschaftler zeigen nun, dass diese Funktion des Gerinnungssystems schon früh von Tumoren ausgenutzt wird, um eine effiziente Immunreaktion und damit die Eliminierung von Tumorzellen zu verhindern. Wie die Forscherinnen und Forscher zudem in ihrer Publikation nachweisen, lässt sich die Immunreaktion gegen den Tumor mit bestimmten oralen Antikoagulantien, d.h. Medikamenten zur Blutverdünnung, wiederherstellen.

„Die Medikamente zur Blutverdünnung verstärken im Mausmodell die Wirksamkeit von Checkpoint-Inhibitoren“, so Dr. Claudine Graf. „Wir haben damit eine mögliche neue Therapieoption zur Verbesserung der Immuntherapie bei Malignomen gefunden, die in Zukunft eventuell auch beim Menschen Anwendung finden könnte – für die translationale Forschung wäre das ein großer Schritt.“

CTH-Juniorgruppenleiterin Dr. Claudine Graf hat in Zusammenarbeit mit Professor Ruf und weiteren Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern der Universitätsmedizin Mainz und in den USA nachgewiesen, dass Zellen des angeborenen Immunsystems, insbesondere die im Tumor befindlichen Makrophagen, sogenannte Fresszellen, den Gerinnungsfaktor X (FXa) produzieren.

Dieser leistet einen wesentlichen Beitrag zur immunsuppressiven Wirkung. Wird der von den Tumorfresszellen gebildete Gerinnungsfaktor FXa durch den Einsatz von direkten sogenannten FXa-Inhibitoren gehemmt, lassen sich folgende drei Effekte erzielen: Erstens verlangsamt sich das Tumorwachstum, zweitens bilden sich weniger Metastasen und drittens entstehen mehr und aktivere Immunzellen, die Tumorzellen angreifen.

Quelle (Text/1. Foto): Universitätsmedizin Mainz


Kritik der UM an „Eskalation“ im Ver.di-Streik: Feuer kann nicht mit Benzin gelöscht werden

Pressemeldung der Universitäts-Medizin Mainz:

Während Ver.di auf an anderen Unikliniken gescheiterte Modelle und die blanke Eskalation setzt, propagiert das Management der Universitätsmedizin Mainz nach wie vor eine konstruktive Lösung im laufenden Tarifstreit „Entlastung“.

Man glaubt, dass der von Ver.di geforderte Betten- und Arbeitsplatzabbau in Nicht-Pflegebereichen allen UM Mitarbeitern, vor allen Dingen aber den Patienten in Rheinland-Pfalz schaden wird.

PD Dr. Christian Elsner führt zur aktuellen Auseinandersetzung aus:

„Im ersten Moment klingt es einfach, was Verhandlungsführer Frank Hutmacher den Mitarbeitern der UM über Flugblätter und Aktionen als sinnhafte Lösung glauben machen möchte: Urlaubstage und Bettenschließungen für jeden Dienst, den Hutmacher als überlastet definiert hat. Kompliziert wird es aber dann, wenn man auf die anderen Uniklinik-Standorte in Bundesländern blickt, an denen Ver.di schon mit seinem Modell ins Trudeln geraten ist.“

Die zusätzlichen Urlaubstage bringen nämlich aktuell an den anderen Standorten nicht die erhoffte Erholung für Mitarbeiter, sondern haben gegenteilige Effekte und erzeugen große Unzufriedenheit in der Umsetzung. Einerseits müssen deswegen Betten – zumeist dringend benötigte Betten für schwerkranke Patienten – geschlossen werden.

„Da die UM die letzte Behandlungsmöglichkeit für viele Patienten ist“, erläutert Elsner, „läuft auch das von Ver.di gerne gewählte Notfallargument beim Streik und dem Entlastungstarifwunsch ins Leere. Der klassische Krebspatient ist eben kein Notfall, bedarf aber trotzdem der umgehenden Behandlung.“

Auf diesen Zusammenhang und seine Verantwortung für Patienten und Mitarbeiter angesprochen, hat der Verhandlungsführer Frank Hutmacher inzwischen eine Standardantwort und führt aus, dass es ihm bewußt sei, dass Ver.di Feuer mit Benzin löscht.

Andererseits zeigt sich an anderen Standorten mit der von Ver.di geforderten Systematik, dass ungewollt Arbeitsplätze anderer Berufsgruppen wegfallen. Wird eine Bettenstation geschlossen, fällt dort auch die Arbeit für alle zuliefernden Bereiche wie Ambulanzen, Therapieberufe, Transportdienste etc. weg.

PD Dr. Christian Elsner führt weiter zum wirtschaftlichen Effekt aus:   

„Berechnet man nach der an anderen ähnlichen Standorten verhandelten Formel z.B. ein Urlaubsäquivalent für 100 Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern aus dem Bereich Pflege, so entspräche das einem Umsatzausfall von gut 40 Millionen für die UM im Jahr 2020. Die derzeit realistische Ergebnisverbesserung wird damit schlichtweg von Ver.di vernichtet.“

Dabei ist man aktuell auf einem guten Weg. Mit dosierten Maßnahmen wie bis zu 4.000 € Mitarbeiter-Werbeprämien ausgezahlt an die eigenen Mitarbeiter sowie dosierten und selbst verordneten OP- und Bettenkapazitätsschließungen hat die UM in 2019 schon einen Verbesserungseffekt gegenüber 2018 erzielt.

Alle Mitarbeiter der UM haben das Klinikum auf einen guten Kurs gebracht und sich bei gleichbleibend hervorragender medizinischer Qualität der UM den Härten einer Sanierung gestellt. Weiterhin werden alle qualifizierten Mitarbeiter im Bereich Pflege eingestellt und so der maximale Mitarbeiteraufbau in diesem Bereich betrieben.

Unklar erscheint die Tarifstreik-Aktion auch weiterhin vor dem Hintergrund des letzten Tarifabschlusses vor wenigen Monaten mit Ver.di – trotz angespannter wirtschaftlicher Situation:

„Quasi ein 14. Monatsgehalt – 3.600 Euro pro Pflegekraft am Bett zusätzlich zu einer 7%igen Tarifsteigerung bis zum Jahr 2020 – haben alle gemeinsam für die Pflegekräfte erwirtschaftet. Dass man nun den begonnenen Weg nicht würdigt, hat die UM nicht verdient.

Im Gegenteil haben es alle Mitarbeitergruppen verdient, dass man sie fair behandelt – nur weil Ver.di sich auf ein Konzept fokussiert hat, darf es nicht dazu kommen, dass wir auf einmal ohne unternehmerischen Verstand in anderen patientennahen und patientenfernen Bereichen zum Abbau und dem Herabwirtschaften der UM gezwungen werden. Was Ver.di da fordert, ist nicht nur falsch, sondern gegen deren eigentliche Philosophie.“

Die UM möchte mit dieser Meldung auch an den Gemeinsinn und Gerechtigkeitssinn aller Mitarbeiter appellieren – die UM ist auf dem Weg, die Entlastung für seine Mitarbeiter weiter umzusetzen. Gemeinsam mit Ver.di wurde daher zum Verhandlungsauftakt ein Terminplan bis zum 19. Dezember definiert, dessen Ergebnisse abgewartet werden sollten.

Aus Sicht der UM ist es wenig zielführend, für einen offenbar noch nicht von Ver.di komplett durchdachten Plan, der sich gegen Mitarbeiter und Patienten richtet, zu streiken.

 


Wissenschaftliche Studien zeigen: E-Zigaretten können Lunge, Herz und Gehirn schädigen

Wissenschaftler aus Mainz und Boston veröffentlichen im „European Heart Journal“ neue Erkenntnisse über schädigende Mechanismen von elektronischen Zigaretten.

Die Nebenwirkungen von E-Zigaretten stehen im Fokus einer neuen Studie. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern des Zentrums für Kardiologie der Universitätsmedizin Mainz, des Instituts für Anorganische Chemie und Analytische Chemie der Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU) sowie der Harvard Universität in Boston (USA) ist es gelungen, neue molekularen Mechanismen zu identifizieren, die zu Schädigungen an Lunge, Herz und Gehirn führen können.

Die Studienergebnisse sind jetzt in der aktuellen Ausgabe des renommierten „European Heart Journal“ veröffentlicht worden.

E-Zigaretten galten lange als gesündere Alternative zu herkömmlichen, brennbaren Zigaretten und wurden zudem als wirksame Methode zur Raucherentwöhnung vermarktet. Zwischenzeitlich mehren sich die Todesfälle nach dem Konsum von E-Zigaretten – nach jüngsten Angaben der US-Gesundheitsbehörde CDC (Centers for Disease Control and Prevention) sind in den USA mehr als 30 Menschen im Zusammenhang mit erhöhtem E-Zigaretten-Konsum gestorben.

Als möglicher Verursacher für die Todesfälle wurde nach Aussagen des Center of Disease Control (CDC) das Vitamin E-Acetat identifiziert.

Jüngste Forschungsergebnisse von Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern um Univ.-Prof. Dr. Thomas Münzel vom Zentrum für Kardiologie der Universitätsmedizin Mainz, des Instituts für Anorganische Chemie und Analytische Chemie der Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU) und der Harvard Universität in Boston (USA) konnten jetzt mögliche Mechanismen nachweisen, die aufzeigen, dass E-Zigaretten, bestehend aus Propylengykoll und Glyzerin mit und ohne Nikotin, Schäden an Lunge, Herz und Gehirn verursachen können.

Der Kardiologe Prof. Dr. Thomas Münzel, Leiter der Studie, erklärt: „Für die nun publizierte Studie haben wir bei 20 gesunden Rauchern die Wirkung von E-Zigarettendämpfen auf die Durchblutung der Brachialarterie im Oberarm untersucht, und zwar kurz bevor sie eine E-Zigarette dampften und 15 Minuten danach.

Ein entscheidendes Ergebnis ist, dass der Konsum schon einer E-Zigarette, das sogenannte Dampfen, ausreichend ist, damit sich die Herzfrequenz erhöht und die Arterien versteifen. Ein weiteres Ergebnis: Bei den Rauchern war die Endothelfunktion eingeschränkt – ein wichtiger Befund, der sich auf die Funktionalität der Blutgefäße auswirkt.“

Das Endothel kleidet die Arterien von innen aus, es ermöglicht, dass sich die Blutgefäße im gesunden Maß erweitern und verengen. Zudem schützt es durch die Auskleidung das Gewebe vor toxischen Substanzen, es reguliert Entzündungs- und Blutgerinnungsprozesse und verhindert den Prozess der Gefäßverkalkung (Athersosklerose). Ist das System gestört und liegt eine Endotheldysfunktion vor, kann sich eine Herz-Kreislauf-Erkrankung entwickeln.

Die Wissenschaftler/innen untersuchten auch rund 150 Mäuse, die zuvor an einem, drei oder fünf Tagen sechsmal täglich 20 Minuten lang E-Zigarettendampf eingeatmet hatten. Univ.-Prof. Dr. Andreas Daiber, Leiter der molekularen Kardiologie an der Universitätsmedizin Mainz erläutert: „Die Ergebnisse der Untersuchungen am Tiermodell zeigten, dass das Enzym NOX-2 in den E-Zigaretten-Dämpfen die Schädigung von Blutgefäßen, auch in der Lunge und im Gehirn, auslöst.

NOX-2 ist in die Immunreaktionen des Organismus in der Abwehr gegen Bakterien involviert. Es wird durch das toxische Aldhyd Acrolein, das beim Verdampfen entsteht, aktiviert und stimuliert die Bildung freier Radikale in Gefäßen, der Lunge und im Gehirn. Ein wichtiger Befund der aktuellen Studie ist, dass Mäuse, die NOX-2 nicht produzieren konnten (sogenannte NOX-2 knockouts), vor den schädlichen Auswirkungen des E-Zigaretten-Konsums auf Gefäße, Gehirn und Lunge nahezu vollständig geschützt waren.

Wurden die Mäuse mit den pharmazeutischen Substanzen Macitentan oder Bepridil behandelt, zeigten sie keine Anzeichen von einer Dysfunktion des Endothels, oxidativem Stress oder Bluthochdruck. Macitentan wird bei Patienten eingesetzt zur Behandlung von Funktions-störungen des Endothels, des Blutdruckanstiegs in den Lungengefäßen und von oxidativem Stress.

Bepridil findet bislang Einsatz in der Therapie von oxidativem Stress, Zelltod bei hohem Blutdruck, Angina pectoris oder Brustschmerzen. Die positiven Effekte dieser Medikamente lassen auf die zentrale Funktion von zwei Eiweißmolekülen im Körper schließen: das an der Verengung der Arterien beteiligte Protein Endothelin 1 und das vor oxidativem Stress schützende Protein FOXO-3.

Prof. Dr. Thomas Münzel, Direktor der Kardiologie I im Zentrum für Kardiologie der Universitätsmedizin Mainz und Leiter der heute im  „European Heart Journal“ veröffentlichten Studie „Short-term e-cigarette vapour exposure causes vascular oxidative stress and dysfunction: evidence for a close connection to brain damage and a key role of the phagocytic NADPH oxidase (NOX-2)” schätzt E-Zigaretten daher als gesundheitsgefährdend ein:

„Wir wissen, dass E-Zigaretten im Vergleich zu normalen Tabakzigaretten weniger toxisch sind. Unsere Studie belegt jedoch, dass ein Kurzzeitgebrauch von E-Zigaretten den oxidativen Stress in Gefäßen, Lunge und Gehirn erhöhen kann. Dies kann sowohl kurzfristig als auch langfristig negative Auswirkungen auf die Funktion dieser Organe haben. Unsere Daten deuten darauf hin, dass E-Zigaretten keine gesunde Alternative zu herkömmlichen Zigaretten sind.

Es sind dringend Langzeitstudien erforderlich, um die möglichen gesundheitlichen Folgen von E-Zigarettengebrauch besser beurteilen zu können. E-Zigaretten haben ein Suchtpotential, das Konsumenten häufig unterschätzen. Es hat sich gezeigt, dass Kinder, die E-Zigaretten geraucht haben, auch verstärkt dazu neigen, später Tabakzigaretten zu konsumieren. Daher fordern wir ein Werbeverbot von E-Zigaretten. Entscheidend ist auch, Jugendliche und ihre Familien über die Gefahren von Tabakerzeugnissen aufzuklären und die Erforschung der nachteiligen gesundheitlichen Folgen von E-Zigarettengebrauch intensiv voranzubringen.“

Quelle: Universitätsmedizin Mainz  –  Erstes Foto: Peter Pulkowski


Uni-Veranstaltung am 4.9. in Mainz: Ernährung in der Schwangerschaft und danach

Wie verhalte ich mich richtig in der Schwangerschaft? Stillen – ja oder nein? Was kann ich tun, um Allergien vorzubeugen? Was muss ich bei der Ernährung meiner jugendlichen Kinder beachten?

Schwangere und Eltern sind oft verunsichert, wie sie sich während der Schwangerschaft am besten ernähren und auf was sie danach – während der Stillzeit, im Kleinkind- oder Jugendalter – zum Wohle ihrer Kinder achten müssen.

Die Klinik für Geburtshilfe und Frauengesundheit der Universitätsmedizin Mainz lädt am 4. September von 17.30 bis 19 Uhr herzlich ein, sich umfassend zu Ernährung in der Schwangerschaft und danach zu informieren.

Besucher erhalten aktuelle Informationen rund um eine kind- und muttergerechte Ernährung während der Schwangerschaft und Stillzeit. Gleichzeitig geht es um gesunde Essgewohnheiten von Kindern und Jugendlichen.

Eine Vernissage mit Werken von Schüler/innen des Mainzer Otto-Schott-Gymnasiums zum Thema „Die Kraft der Farben“ führt anschließend in die neuen Räumlichkeiten der Ultraschallabteilung der Klinik. 

Interessierte sind herzlich eingeladen; eine Anmeldung ist nicht erforderlich.

Parallel zu den Vorträgen findet für Kinder zwischen acht und zwölf Jahren ein Workshop statt, in dem Schwangerschaft, Geburt und die Bedürfnisse eines Babys nach der Geburt kindgerecht und mittels praktischer Übungen erklärt werden (Anmeldung für den Workshop erbeten unter hebamme.wettlaufer@gmail.com).

Web: „Ernährung in der Schwangerschaft, Stillzeit, für Säuglinge und Jugendliche – mit Vernissage“ im Veranstaltungskalender der Universitätsmedizin Mainz


Studien belegen: Verkehrslärm sorgt für mehr Herz-Kreislauf-Erkrankungen

Eine Übersicht über die aktuelle Studienlage im Hinblick auf die gesundheitlichen Auswirkungen von Lärm haben Wissenschaftler des Zentrums für Kardiologie der Universitätsmedizin Mainz in der aktuellen Ausgabe des Deutschen Ärzteblatts veröffentlicht.

Ihr Resümee: Verkehrslärm ist ein neuer bedeutender Risikofaktor für Herz-Kreislauf-Erkrankungen, der jedoch bislang noch nicht ausreichend untersucht ist.

Die Mainzer Kardiologen erforschen seit vielen Jahren intensiv, wie sich Lärm, insbesondere Fluglärm, auf das Herz-Kreislaufsystem auswirkt. Nun haben sie mittels einer Literaturrecherche repräsentative Studien aus den Jahren 2007 bis 2018 zum Thema „Lärm und Herz-Kreislauf-Erkrankungen“ ermittelt, diese analysiert und die neuesten Ergebnisse in einem Übersichtsartikel zusammengefasst.

„So haben wir ein umfassendes Bild der aktuellen Studienlage erhalten“, erläutern die Autoren um Univ.-Prof. Dr. Thomas Münzel, Direktor der Kardiologie I im Zentrum für Kardiologie der Universitätsmedizin Mainz. „Zahlreiche Studienergebnisse – sowohl von Forscherkollegen als auch unseren eigenen – zeigen eines ganz klar: Lärm ist ein bedeutsamer Risikofaktor für das Auftreten von Herz-Kreislauf-Erkrankungen und führt in der Folge zu erhöhter Sterblichkeit.“

„Lärm durch Flug-, Schienen- und Straßenverkehr kann chronische Stress- bzw. Lärmbelästigungsreaktionen hervorrufen, die zu einer Reihe pathophysiologischer Konsequenzen führen und infolgedessen das Auftreten von Herz-Kreislauf-Erkrankungen wie Bluthochdruck, koronare Herzerkrankung, Herzinfarkt und Schlaganfall begünstigen“, beschreibt der Erstautor der Studie, Omar Hahad. Erkenntnisse aus neueren epidemiologischen Studien hätten beispielsweise gezeigt, dass Schätzungen zufolge Verkehrslärm alleine in Europa jährlich für 18.000 vorzeitige Todesfälle, 1,7 Millionen Fälle von Bluthochdruck und 80.000 Krankenhauseinweisungen verantwortlich ist.

Die Studien der Universitätsmedizin Mainz zur Lärmwirkungsforschung belegen ebenfalls, dass die durch Flug- und Schienenverkehr hervorgerufene Lärmbelästigung dosisabhängig zu einem erhöhten Risiko für Herzrhythmusstörungen wie Vorhofflimmern bzw. auch zu psychischen Erkrankungen wie Depression und Angststörungen führen kann. Darüber hinaus konnten die Mainzer Wissenschaftler anhand eines neu entwickelten Tiermodells auch die molekularen Mechanismen ermitteln, die für die negative Wirkung von Lärm auf den Organismus verantwortlich sind.

Hierbei wurde gezeigt, dass insbesondere Nachtfluglärm neben Gefäßschäden auch zu ausgeprägten Veränderungen im Gehirn führen kann, die die beobachteten Verzögerungen in der Entwicklung von Hirnleistungen wie Lernen und Gedächtnis erklären können.

Die Autoren der Studie fordern weitere Untersuchungen im Hinblick auf den neuen Risikofaktor Lärm, vor allem aber auch präventive Maßnahmen, um die Bevölkerung vor den negativen gesundheitlichen Auswirkungen des Lärms zu schützen.

„Insbesondere auf Grundlage der kürzlich erschienen Lärmrichtlinien der Weltgesundheitsorganisation WHO mit Empfehlungen für deutlich niedrigere Verkehrslärmpegel am Tag und in der Nacht sind rasche Konsequenzen insbesondere auch im Hinblick auf die Ausdehnung des Nachtflugverbots angesagt“, so Professor Münzel.

Auch der an der University of Pennsylvania tätige Schlafforscher Professor Mathias Basner weist in einem die Publikation kommentierenden Aufsatz darauf hin, dass das Wissen über die vielfältigen Wirkungen des Lärms schon jetzt ausreicht, um präventive Maßnahmen zu ergreifen und mit einem entsprechenden gesetzlichen Regelwerk zu untermauern.

Originalveröffentlichung:
Hahad O, Kröller-Schön S, Daiber A, Münzel T: The cardiovascular effects of noise. Dtsch Arztebl Int 2019; 116 (14): 245-50; DOI: 10.3238/arztebl.2019.0245; Editorial von Mathias Basner: „Was tun gegen den Lärm?“; Dtsch Arztebl Int 2019; 116 (14): 235-6; DOI: 10.3238/arztebl.2019.0235


Neue Studie: Darmflora ist durch Nanopartikel in der Nahrung beeinflussbar

Das Darm-Mikrobiom leistet nicht nur unverzichtbare Dienste bei der Verdauung, sondern spielt auch bei verschiedensten Krankheiten eine Rolle. Neue Erkenntnisse über den Einfluss von Nanopartikeln auf Darm-Mikroorganismen haben nun Forscher unter Federführung der Universitätsmedizin Mainz erzielt: Die Kleinstpartikel binden an Darm-Mikroorganismen und beeinflussen so deren Lebenszyklus.

Die Forscher beobachteten beispielsweise, dass eine Infektion durch den am Magenkrebs beteiligten Krankheitserreger Helicobacter pylori zurückging, nachdem sich Nanopartikel daran angelagert hatten. Diese Erkenntnisse dienen sowohl als Grundlage für weitere epidemiologische Untersuchungen als auch der Entwicklung „probiotischer Nanopartikel“.

Nanopartikel haben aufgrund ihrer minimalen Größe einzigartige Eigenschaften und Fähigkeiten, beispielsweise bei der Anlagerung an Kleinststrukturen. Deswegen gilt die Nanotechnologie sowohl in der Industrie als auch in der Medizin als wichtiger Innovationsträger. Die Medizin hofft insbesondere auf verbesserte Diagnose- und Behandlungsmethoden durch die Kleinstteilchen.

Die Industrie hat eher Produktoptimierungen im Blick. Sie verwendet künstlich hergestellte Nanopartikel bereits als Zusatzstoffe, um beispielsweise die Produkteigenschaften von Lebensmitteln zu verbessern. Doch wie lässt sich die Anwendung der Nanotechnologie in Lebensmitteln sicherer und effizienter gestalten? Welche Wirkprinzipien gilt es zu beachten?

Durch den vermehrten Einsatz der Nanotechnologie erlangt die Suche nach Antworten hierauf zunehmend an Bedeutung. Dies vor allem auch vor dem Hintergrund, dass Nanopartikel außer über Mund und Nase vor allem über die Nahrung in den Körper gelangen.

BILD: Mikroskopische Foto eines Darmbakteriums mit angelagerten Silika-Nanopartikeln. (Foto: Uni Mainz)

Die Ernährung wiederum hat starken Einfluss auf die Vielfalt und Zusammensetzung des sogenannten Mikrobioms. Das Mikrobiom bezeichnet die Gesamtheit aller Mikroorganismen, die den Menschen besiedeln, insbesondere alle Darmbakterien – also die Darmflora, aber auch die Haut, Mund- und Nasenhöhle besiedelnden Mikroorganismen.

Interessant für die Forschung und Klinik sind Mikrobiome auch deshalb, weil sie das Immunsystem, den Stoffwechsel, die Gefäßalterung, die Hirnfunktionen sowie das Hormonsystem ihres Wirts positiv oder auch negativ beeinflussen können. Daher spielt die Zusammensetzung dieser Mikroorganismen auch eine Rolle bei der Entstehung verschiedener Erkrankungen. Dazu zählen beispielsweise Herz-Kreislauf-Krankheiten, Darmkrebs, Allergien oder Adipositas bis hin zu psychischen Störungen.

Zudem kann sich die Wechselwirkung zwischen dem Mikrobiom und dem Wirt – und damit die Gesundheit des Menschen – verändern, wenn Umweltfaktoren, wie die Einnahme von Medikamenten und vor allem die Ernährung, also beispielsweise mit technischen Nanopartikeln versetzte Lebensmittel, auf sie einwirken. Um potenzielle Risiken zu verringern sowie idealerweise die Gesundheit zu fördern, gilt es daher, die potenziell negativen oder positiven Auswirkungen von mit der Nahrung aufgenommenen Nanoteilchen bestmöglich zu untersuchen und zu verstehen.

Quelle und FORTSETZUNG der Meldung hier: http://www.unimedizin-mainz.de/presse/pressemitteilungen/aktuellemitteilungen/newsdetail/article/menschliche-darmflora-durch-nanopartikel-in-der-nahrung-beeinflussbar.html

 


Neuer Forschungsdurchbruch? – Mit Nano-Antibiotika gegen multiresistente Keime

Antibakterielle Nanopartikel besitzen das Potential, als effektive Antibiotika breite Anwendung zu finden. Bislang konnten sie jedoch die an sie gestellten Erwartungen nicht erfüllen.

Einen „Trick“, wie Nano-Antibiotika dennoch Einzug in den klinischen Alltag halten könnten, haben jetzt Wissenschaftler der Universitätsmedizin Mainz entdeckt:

Ein saurer pH-Wert in Nano-Antibiotika-haltigen Salben verbesserte die direkte Bindung der Nanopartikel an die Keime und ermöglichte eine effiziente Abtötung. Der Vorteil, infizierte Wunden heilten besser. Diese Erkenntnis schafft potentiell die Voraussetzungen dafür, dass sich Nano-Antibiotika in Zukunft zur Behandlung antibiotika-resistenter Keime auch klinisch einsetzen lassen.

Die Ergebnisse dieser Forschung wurden in der Fachzeitschrift „Materials Today“ veröffentlicht.

Multiresistente Keime stellen weltweit ein ernstes klinisches Problem dar. Gegen sie hilft oft keines der gängigen Antibiotika. Der massenhafte und unsachgemäße Einsatz von Antibiotika führt dazu, dass sich immer mehr resistente Bakterien entwickeln und ausbreiten. Abhilfe könnten die neuen Forschungsergebnisse von Prof. Dr. Roland Stauber von der Universitätsmedizin Mainz schaffen.

Gemeinsam mit seinem Team hat er herausgefunden, wie sich der antibakterielle Effekt von Metall- oder Metalloxid-Nanopartikeln steigern lässt. Dadurch kommen die Wirkmechanismen der Nanopartikel, die auf der Freisetzung von toxischen Metallionen, der Generierung von freien Radikalen oder der Destabilisierung der Bakterienmembran beruhen, voll zur Geltung.

Bislang sind Nano-Antibiotika in ihrer Wirksamkeit durch in Wundsekreten vorkommende Eiweiße stark eingeschränkt. Denn diese Eiweiße erschweren es ihnen, sich effizient an Bakterien anzubinden und zu verhindern, dass die Bakterien gesunde Gewebezellen schädigen.

„Tatsächlich bilden Eiweiße auf der Oberfläche der Nano-Antibiotika eine dichte Schicht, die sogenannte ´Corona´. Diese Schicht schränkt sie in ihrer Wirkung ein“, erklärt Professor Stauber. „Wir konnten zeigen, dass Nano-Antibiotika ihre Wirksamkeit zurückerlangen, wenn wir den pH-Wert anpassen beziehungsweise senken“.

Konkret erzeugten die Wissenschaftler im Tiermodell eine saure Umgebung mittels einer Wundsalbe auf Basis von Zitronensäure. In der so geschaffenen Umgebung vermochten die Nanopartikel direkt an die Bakterien anzubinden. Auf diese Weise konnten sie ihr Potential, das darin besteht, antibakterielle Stoffe an Ort und Stelle freisetzen zu können und dort die Keime direkt abzutöten, voll entfalten.

In künftigen Studien wollen die Wissenschaftler um Professor Stauber herausfinden, wie sich diese grundsätzlich einfache und effektive Lösung in die praktische Anwendung bringen lässt. „Wenn uns das gelingt, könnten Nano-Antibiotika in Zukunft eine neue Möglichkeit in der Behandlung von antibiotika-resistenten Keimen darstellen“, so Professor Stauber.

Originalveröffentlichung: Siemer et al., Materials Today (2018), https://doi.org/10.1016/j.mattod.2018.10.041

Quelle: Universitätsmedizin Mainz