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Was bei einer SARS-CoV-2-Infektion in der Lunge geschieht
Mikroskopische Aufnahmen von Lungengewebe eines an COVID-19 Verstorbenen: Die Alveolarmakrophagen (rot, Zellkerne in blau) haben SARS-CoV-2-Virusmaterial (grün) aufgenommen. Zwischen diesen Fresszellen befindet sich eine Epithelzelle der menschlichen Lungenbläschen, die durch die Infektion aus dem Gewebeverband gelöst wurde (linkes Bild). Das rechte Bild illustriert, wie diese gestorbenen Zellen von Alveolarmakrophagen, neben dem Virusmaterial, aufgenommen und entsorgt werden.© Charité | Andreas Hocke
Wissenschaftler*innen weltweit erforschen den Mechanismus hinter einer COVID-19-Infektion und der damit manchmal einhergehenden Lungenentzündung und Lungenschädigung. Forscher*innen der Charité, des Berlin Institute of Health in der Charité (BIH), des Max-Delbrück-Centrums für Molekulare Medizin in der Helmholtz-Gemeinschaft (MDC), des Robert Koch-Instituts und der Freien Universität Berlin haben jetzt analysiert, wie sich die SARS-CoV-2-Viren in menschlichen Lungen vermehren und die Immunantwort aktivieren. Dazu haben sie die Zellen der menschlichen Lungenbläschen, auch Alveolen genannt, sowie die Alveolarmakrophagen in den Blick genommen. Diese Fresszellen unseres angeborenen Immunsystems vernichten fremde Partikel, darunter auch Infektionserreger wie Viren und Bakterien, und sorgen so für die Reinigung der Lunge.
Kein direkter Gewebeschaden durch SARS-CoV-2
Unter der Leitung von Prof. Dr. Andreas Hocke von der Medizinischen Klinik mit Schwerpunkt Infektiologie und Pneumologie der Charité hat das Forschungsteam herausgefunden, dass SARS-CoV-2 nur sehr wenige Epithelzellen, die die Oberfläche der Lungenbläschen auskleiden, infiziert und damit auch nur einen sehr geringen, direkten Gewebeschaden verursacht. Das stellt einen entscheidenden Unterschied etwa zu MERS-Coronaviren oder Influenzaviren dar. Gleichzeitig konnten die Wissenschaftler*innen belegen, dass der für SARS-CoV-2 notwendige ACE2-Rezeptor, der den Viren als Einstiegspforte dient, in nur sehr wenigen Alveolarepithelzellen nachweisbar ist. Das ergaben umfangreiche Analysen mittels spektraler Mikroskopie.
„Wir konnten die direkte Abhängigkeit von SARS-CoV-2 zu seinem Rezeptor in menschlichen Lungen sowie in Lungenorganoiden – das sind Modelle menschlicher Lungenbläschen, die wir aus Stammzellen des Lungengewebes gewonnen haben – zeigen und damit andere, alternative Rezeptoren ausschließen“, erklärt die Erstautorin der Studie Dr. Katja Hönzke von der Medizinischen Klinik mit Schwerpunkt Infektiologie und Pneumologie. Gelangen große Virusmengen aus dem oberen Atemweg in die Lungenbläschen, so vermehren sich diese demnach nicht in hohem Maß in den ansässigen Epithelzellen der Lunge, wie das bei anderen schweren Virusinfektionen oft der Fall ist, sondern werden direkt von den Fresszellen aufgenommen.
Fresszellen nehmen die Viren auf
„Wir haben mit detaillierten bioinformatischen Analysen sowie anhand von Autopsiegewebe von an COVID-19 verstorbenen Personen gesehen, dass sich die Fresszellen durch die Aufnahme der Coronaviren verändern“, sagt der zweite Erstautor der Studie, Dr. Benedikt Obermayer-Wasserscheid vom BIH. Die Fresszellen geben Entzündungsbotenstoffe ab und können zum Teil sehr starke Entzündungskaskaden anstoßen. Ebenso beobachteten die Forscher*innen, dass sich das Virus in den Fresszellen des Immunsystems nicht vermehrt.
Prof. Hocke ordnet die Ergebnisse ein: „Unsere Studie deutet darauf hin, dass schwere Lungenschäden bei COVID-19 eher auf eine durch Makrophagen ausgelöste Immunaktivierung zurückzuführen ist als auf eine direkte Zerstörung der Lungenbläschen durch das Virus. Damit trägt sie wesentlich zum Verständnis der Entstehung von COVID-19 in der Frühphase einer möglichen Lungenentzündung bei und zeigt, warum SARS-CoV-2, im Gegensatz zu MERS-Coronaviren, in der Mehrzahl der Fälle einen eher moderaten Verlauf aufweist.“ Die Wissenschaftler*innen gehen davon aus, dass die lokalen Immunmechanismen im Atemgewebe die SARS-CoV-2-Viren in den allermeisten Fällen effizient beseitigen und die Entzündungsreaktion begrenzen. Geschieht das nicht, was möglicherweise durch individuelle Risikofaktoren beeinflusst wird, können in seltenen Fällen schwere und tödliche Verläufe die Folge sein.
Lungenmodelle als Alternative zu Tierversuchen
Prof. Hocke führt weiterhin aus: „Unsere eingesetzten Lungenmodelle zeigen in hervorragender Weise, wie Alternativen zu Tiermodellen, die auf menschlichen Zellen basieren, insbesondere bei der Erforschung zoonotischer Erkrankungen eingesetzt werden können. Das ist uns in enger Zusammenarbeit mit Charité 3R, unserer Einrichtung zur Entwicklung von Alternativen zu Tierversuchen, gelungen.“
Die Wissenschaftler*innen wollen nun patientenindividuelle Organoidmodelle untersuchen, um herauszufinden, wie allgemeine Risikofaktoren wie Alter, Geschlecht, Begleiterkrankungen und anderen Medikationen die Aktivierung der Entzündungsantwort beeinflussen. Mit diesen Kenntnissen ließen sich mögliche Therapieansätze identifizieren, die auf das Immunsystem abzielen.
Über die Studie
Gefördert wurde die Arbeit durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) im Sonderforschungsbereich „Angeborene Immunität der Lunge“ (SFB-TR84), der Einstein Stiftung Berlin (Einstein-Zentrum 3R) sowie im Rahmen des Verbundprojektes „Organspezifische Stratifikation bei COVID-19“ (Organo-Strat) durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF). Das Verbundprojekt ist Teil des Netzwerks Universitätsmedizin (NUM), das von der Charité initiiert wurde und koordiniert wird. Das NUM vereint die Kräfte der 36 Universitätsklinika in Deutschland.
Hönzke K, Obermayer B, Mache C, et al. Human lungs show limited permissiveness for SARS-CoV-2 due to scarce ACE2 levels but virus-induced expansion of inflammatory macrophages. Eur Respir J 2022; in press (https://doi.org/10.1183/13993003.02725-2021)
Links:
Medizinische Klinik mit Schwerpunkt Infektiologie und Pneumologie
Charité 3R – Replace | Reduce | Refine
Die Core Facility Bioinformatik am BIH
Quelle: PM des BIH vom 28. 06. 2022
Millionenförderung für Gehirnsimulation
Das Projekt EBRAIN-Health unter der Leitung von Prof. Dr. Petra Ritter, BIH Johanna Quandt Professorin für Gehirnsimulation und Direktorin der Sektion Gehirnsimulation am Berlin Institute of Health in der Charité (BIH) und an der Klinik für Neurologie mit Experimenteller Neurologie der Charité, hat das Ziel, eine dezentrale, datenschutzkonforme Forschungsplattform zu entwickeln, die komplexe neurobiologische Phänomene des Gehirns simuliert. Es erhält nun eine großzügige Förderung in zweistelliger Millionenhöhe von der Europäischen Union.
BIH/Petra Ritter
Für die Forschungsplattform werden vielfältige Informationen zusammengeführt. Diese stammen beispielsweise aus bildgebenden Untersuchungen des Gehirns wie PET-, EEG- oder MRT, aber auch aus Verhaltensstudien und Lifestyle-Erhebungen sowie klinische Daten von tausenden Patient*innen sowie von gesunden Kontrollpersonen. Die Daten werden mit biologischen Informationen aus Wissensdatenbanken kombiniert und für Forschungszwecke bereitgestellt. Die dabei entstehenden digitalen Zwillinge des Gehirns erlauben es einer Vielzahl von Forscher*innen, innerhalb einer leistungsfähigen, digitalen Plattform innovative Forschung zu betreiben. Darüber hinaus trägt die neue Forschungsinfrastruktur mit ihren nachvollziehbaren Analysepipelines zu einer reproduzierbaren Wissenschaft bei. Die komplexen, individualisierten Gehirnsimulationen unter Berücksichtigung vieler Daten wiederum haben das Potenzial, Mechanismen von Gehirnfunktion und Erkrankungen besser zu verstehen, Diagnose und Vorhersage von Erkrankungen zu verbessern und Therapien anhand des virtuellen Gehirns zu optimieren. Das Projekt umfasst 20 Partner und findet in Kooperation mit der EBRAINS AISBL, der koordinierenden Instanz des EU-Flagships Human Brain Project, statt.
Projektkoordinatorin Professorin Petra Ritter begrüßt die Förderung durch das Infrastruktur Programm der Europäischen Kommission: „Wir freuen uns, dass unserem Konsortium von der EC das Vertrauen für die Entwicklung einer Europäischen Infrastruktur für Gesundheitsdaten entgegengebracht wird. Nicht zuletzt drückt diese Entscheidung Anerkennung aus für die erfolgreiche Koordinatorrolle der Charité und des BIH im European Open Science Cloud (EOSC) Großprojekt Virtual Brain Cloud, in dem die Plattformarchitektur entwickelt wurde, die nun auf europäischer Ebene ausgerollt werden soll. Ebenso wird mit der Bewilligung dieses neuen Großprojektes unser Beitrag im EU Flagship Human Brain Project für die Entwicklung von Cloud Services für sensitive Gesundheitsdaten gewürdigt. Diese Entwicklungen werden einen Beitrag leisten bei der Errichtung des European Health Data Space – einem wichtigen Pfeiler zukünftiger Gesundheitsforschung in Europa.“
Laufzeit: 4 Jahre ab 1. Juli 2022
Budget Charité: 1.396.250 Euro, Gesamtbudget: 12.999.305 Euro
Quelle: PM des BIH vom 09. 06. 2022
Neue Charité-Ausgründung Nephrolytix GmbH will akute Nierenschädigung zehnmal schneller erkennen
Die akute Nierenschädigung (engl. acute kidney injury, AKI) kommt im klinischen Alltag häufig vor. Sie ist gekennzeichnet durch die rasche Verschlechterung der Nierenfunktion mit schwerer Krankheitslast mit teilweise tödlichem Ausgang. Das Team der nun erfolgten Ausgründung der Nephrolytix GmbH aus der Charité – Universitätsmedizin Berlin hat eine Lösung entwickelt, welche das Potential hat, die Erkennung von AKI von aktuell 48 bis 72 Stunden auf ein Zehntel zu reduzieren. Unterstützt wurde das Vorhaben durch Charité BIH Innovation, dem gemeinsamen Technologietransfer der Charité und des Berlin Institute of Health in der Charité (BIH), im Programm BIH Digital Health Accelerator.
Um akute Nierenschäden (AKI) zu erkennen, messen Mediziner*innen in der klinischen Routine eine Reihe von Biomarkern, wobei die Ergebnisse erst 48 bis 72 Stunden später vorliegen. Das verzögert erheblich das therapeutische Eingreifen. Das Team von Nephrolytix um Prof. Markus van der Giet von der Medizinischen Klinik mit Schwerpunkt Nephrologie und Internistische Intensivmedizin der Charité hat nun ein Verfahren entwickelt, mit dem es die AKI bereits innerhalb der ersten sieben Stunden diagnostizieren kann – in weniger als einem Zehntel der Standardzeitspanne. Das Team nutzt hierzu eine Datenbank mit Daten zu bereits erfassten AKI-Fällen, ein Protokoll zur Kontrastmittelmessung sowie eine selbst entwickelte Software. Das Verfahren lässt sich leicht und überall in die heutigen klinischen Arbeitsabläufe integrieren und verspricht angesichts der niedrigen Komponentenkosten eine substanzielle Verbesserung sowohl der Patientenoutcomes als auch der Leistungsfähigkeit des Gesundheitssystems.
„Unsere Innovation wurde geboren als Folge eines klinischen Bedarfs, den wir als Nephrologen der Charité täglich erfahren. Sie basiert auf jahrelanger Forschungstätigkeit, deren Ergebnisse erfolgreich in die Charité-Ausgründung Nephrolytix überführt werden konnten. Diesen Forschungstransfer hat erst das BIH mit seinem Digital Health Accelerator Programm ermöglicht.“, erklärt Prof. Markus van der Giet, Erfinder der Technologie und der Chief Medical Officer & Gründer der Nephrolytix.
Bartosz Reinhold, CEO & Gründer der Nephrolytix ergänzt: „Die Vision von Nephrolytix ist die Etablierung eines neuen Goldstandards in der Nierenfunktionsdiagnostik, um Millionen von Patienten zu helfen. Um diese Vision zu erreichen, entwickeln wir Produkte, die zukünftig Ärzte weltweit einsetzten können. Die Nephrolytix hat damit das Ziel, diese Skalierung zu ermöglichen.“
Beispiel für medizinische Translation aus der klinischen Forschung in die Versorgung
Mit der Nephrolytix GmbH geht die inzwischen siebte Ausgründung aus dem BIH Digital Health Accelerator-Programm hervor. Professor Christopher Baum, Vorsitzender des Direktoriums des BIH und Vorstand des Translationsforschungsbereiches der Charité, kommentiert: „Wir sehen die erfolgreiche Entwicklung unseres DHA-Programms mit Freude. Einerseits unterstreicht sie das hohe Potential für medizinische Translation aus der Charité und dem BIH, gerade auch im Bereich der digitalen Medizin. Andererseits belegt sie die Relevanz und Leistungsfähigkeit professioneller interner Förderinstrumente wie des BIH DHA- und des SPARK-BIH-Programms, um neue medizinische Lösungen in die Anwendung zu übertragen. Das BIH erfüllt damit seine Mission „Aus Forschung wird Gesundheit“ sowie einen bundespolitischen Auftrag und leistet einen gesellschaftlichen Beitrag.“
Thomas Gazlig, Leiter von Charité BIH Innovation, bei dem das BIH DHA-Programm angesiedelt ist, fügt hinzu: „Nun trägt der Aufbau einer Pipeline an Entwicklungs- und Transferprojekten sichtbar Früchte. Wir arbeiten mit aller Kraft daran, diese Pipeline unserer beiden Förderinstrumente weiter zu stärken.“ Auch wenn bei wirtschaftlichen Erfolgen ein erheblicher Teil der Erlöse wieder in neue Entwicklungsprojekte fließen werde, so würde jedoch weiterhin die Unterstützung durch öffentliche Mittel wie der bisherigen Sonderfinanzierung des Bundes benötigt.
Tim Huse, Leiter des BIH DHA-Programms, ergänzt: „Mit der bereits siebten Ausgründung aus dem Programm steigt die Anzahl an Transfererfolgen weiter. Den entwickelten Ansatz und die gewonnene Erfahrung möchten wir gern auch mit anderen Universitätskliniken teilen, um die Entwicklung und Realisierung innovativer Digital Health-Produkte und -Unternehmen bundesweit zu unterstützen.“ Startvoraussetzungen seien das Interesse der Einrichtungen sowie der politische Wille als Impuls.
Mehr Informationen zum BIH Digital Health Accelerator Programm finden Sie hier
Mehr Informationen zu Nephrolytix finden Sie hier
Quelle: PM des BIH vom 19. 05. 2022
Prof. Leif Erik Sander leitet BIH Arbeitsgruppe für Personalisierte Infektionsmedizin
© Wiebke Peitz | Charité
Prof. Sander kam 2011 aus den USA an die Charité und hat 2016 die Professur für Infektionsimmunologie und Impfstoffforschung angetreten. Er beschäftigt sich insbesondere mit der Immunantwort und der Entstehung der schützenden Immunität durch Impfungen und Infektionen. Prof. Sander und sein Team führen seit Beginn der Corona-Pandemie zahlreiche Forschungsprojekte zu COVID-19 durch, beispielsweise zu fehlgeleiteten Immunantworten bei schweren COVID-19-Verläufen, zur Wirkung der COVID-19-Impfung sowie zu Verträglichkeit und Wirksamkeit der sogenannten Kreuzimpfung. Prof. Sander ist Mitglied des Charité/BIH COVID-19 Research Board. Zu seinen klinischen Schwerpunkten gehören die Behandlung und Prävention von Infektionen der Lunge und der Atemwege, hochansteckende Infektionen sowie personalisierte Therapien für Infektionskrankheiten.
Nicht nur COVID-19
„Die Infektiologie ist ein dynamisches Fachgebiet, in dem wir uns regelmäßig mit neuen Krankheiten auseinandersetzen müssen. COVID-19 ist da nur das jüngste Beispiel. Die Infektiologie ist zudem ein klassisches Querschnittsfach, das von der Interaktion mit nahezu allen anderen Fachdisziplinen der Medizin lebt. Diese Interaktion macht es besonders reizvoll. Zudem stehen wir nicht erst seit COVID-19 vor enormen Herausforderungen: Sich wandelnde Ökosysteme, eine zunehmende Bevölkerungsdichte und weltweite Mobilität begünstigen das Auftreten neuer Infektionskrankheiten. Gleichzeitig verlieren viele Antibiotika aufgrund verbreiteter Resistenzen ihre Wirksamkeit gegen alte, bekannte Erreger. Wir haben in der Infektionsforschung gerade im Bereich von modernen Therapien, den sogenannten ‚advanced therapies‘, einiges aufzuholen. Und natürlich brauchen wir neue Impfstoffe, um Infektionskrankheiten zu verhindern, denn Prävention ist immer besser als Therapie. Genau dieses dynamische Feld, das großartige interdisziplinäre Umfeld der Charité und des BIH – mit der herausragenden Berliner Tradition in der Infektionsmedizin – reizen mich an dieser tollen neuen Aufgabe“, erklärt Prof. Sander.
Quelle: PM des BIH vom 10. 05. 2022
Campus Buch verändert täglich sein Antlitz
Campus Buch/Lindenberger Weg im April 2022 Fotos: A. Wolf
So präsentiert sich der Campus Buch am Ortseingang Buch im Lindenberger Weg im April 2022. Das vor kurzem eröffnete Käthe-Beutler-Haus wurde mit dem Komplex der ehemaligen Robert-Rössle-Klinik verbunden. Der BIH-Standort Buch mit dem KBH wird zu einem zentralen Standort für den BIH Fokusbereich Vaskuläre Biomedizin ausgebaut. Neben modernen Büro- und Laborflächen für translationale Forschungsgruppen wird auch Raum für die Unterbringung der OMICS-Technologieplattformen des BIH geschaffen. Die Forschungsgruppen des Fokusbereichs Vaskuläre Biomedizin, die einen besonders engen Austausch von wissenschaftlichen Informationen und Proben zwischen den Partnern am Campus Buch erfordern, bekommen im Haus Forschungsflächen in unmittelbarer Nähe zum MDC oder zum Experimental Clinical Research Center Buch (ECRC).
Ausstellung würdigt Wissenschafts-Pionierinnen
Die Wanderausstellung „Berlin – Hauptstadt der Wissenschaftlerinnen“ stellt insgesamt 22 außergewöhnliche Forscherinnen vor, die Berlin als Stadt und Wissenschaftsstandort geprägt haben und heute noch prägen. Es sind Pionierinnen ihres Faches und Wegbereiterinnen für künftige Generationen von Wissenschaftlerinnen: von Agnes Harnack, die sich im Jahr 1908 als erste Studentin der Stadt offiziell immatrikulieren durfte, über Marlis Dürkop-Leptihn, die nach 118 männlichen Vorgängern im Jahr 1992 zur ersten Präsidentin der Berliner Humboldt-Universität gewählt wurde, bis zur Chemie-Nobelpreisträgerin des Jahres 2020, Emmanuelle Charpentier.
Die Inhalte können alle Interessierten auf deutsch in der Mediathek der BIH-Website abrufen. Beschäftigte des Max-Delbrück-Centrums für Molekulare Medizin (MDC) sowie Besucher*innen des Gläsernen Labors haben außerdem vom 24. Januar bis zum 9. März 2022 die Chance, sich die Ausstellung vor Ort im Foyer des MDC.C anzuschauen. Leider ist aufgrund der Omikron-Welle kein weiterer Besuchsbetrieb möglich.
„Die Welt der Wissenschaft gehört Euch“
Die Ausstellung ist eine Initiative des ehemaligen Regierenden Bürgermeisters von Berlin, Michael Müller, und des Berlin Institute of Health in der Charité (BIH). Um Wissenschaftlerinnen in der öffentlichen Wahrnehmung mehr Sichtbarkeit zu geben, haben BIH-Expertinnen gemeinsam mit engagierten Bürgerinnen und Bürgern in sogenannten Edit-a-thons neue Wikipedia-Einträge von Berliner Hochschullehrerinnen und Forscherinnen erstellt oder bestehende Einträge überarbeitet.
Zur Vernissage am 19. Oktober im Roten Rathaus sagte Müller: „Viele großartige Wissenschaftlerinnen haben Berlin über Jahrzehnte zu der führenden Innovationsmetropole gemacht, die sie heute ist. Wir wollen nicht nur informieren, sondern besonders die kommenden Generationen inspirieren und jeder Schülerin und jungen Frau zurufen: Die Welt der Wissenschaft gehört Euch!“ Auch zwei Wissenschaftlerinnen, die auf dem Campus Berlin-Buch wirkten, sind auf den Tafeln der Ausstellung gewürdigt: Dr. Cécile Vogt und Dr. Gudrun Erzgräber.
Dr. Cécile Vogt und Dr. Gudrun Erzgräber
Cécile Vogt (1875-1962) war promovierte Neurologin und gilt gemeinsam mit ihrem Ehemann Oskar Vogt als eine der Begründerinnen der modernen Hirnforschung. Sie leistete herausragende Arbeit am Kaiser-Wilhelm-Institut für Hirnforschung, das 1929 in Buch einen modernen Forschungsbau in Buch bekam. Ihre bahnbrechenden Arbeiten trugen zur Aufklärung des Gehirnaufbaus bei, außerdem erforschte sie Erkrankungen des Nervensystems. Nach Angaben der Nobelstiftung war Vogt die erste Frau, die für einen Nobelpreis in Medizin oder Physiologie nominiert war, insgesamt 13-mal zwischen 1922 und 1953. 1932 nahm sie die Deutsche Akademie der Naturforscher Leopoldina zusammen mit Oskar Vogt als Mitglied auf, eine hohe Auszeichnung in Deutschland.
Gudrun Erzgräber vor ihrem Porträt in der Ausstellung „Berlin – Hauptstadt der Wissenschaftlerinnen“
© Sabine Gudath
Gudrun Erzgräber (*1939) ist Kernphysikerin. Sie promovierte am Zentralinstitut für Molekularbiologie der Akademie der Wissenschaften der DDR in Berlin-Buch, lebte und arbeitete etliche Jahre in der Sowjetunion. Mitte der 1980er Jahre kehrte sie nach Buch zurück und begann eine Karriere als Wissenschaftsmanagerin, 1992 am Campus Berlin-Buch. Hier war sie maßgeblich an der Entwicklung des Max-Delbrück-Centrums für Molekulare Medizin (MDC) beteiligt. Sie warb 66 Millionen Euro an Fördermitteln von Bund, Land und EU für die Entwicklung des Wissenschafts- und Technologiestandorts Buch ein und baute mit großem Engagement den Biotechnologiepark auf. Unter ihrer Leitung entstand zudem das Gläserne Labor. Das Land Berlin und die Bundesrepublik Deutschland haben Gudrun Erzgräber für ihre herausragenden Leistungen jeweils mit einem Verdienstorden geehrt. Über die Ausstellung freut sie sich: „Ich denke, das ist das auch ein kleines Element dafür, dass Frauen mehr in die Wissenschaft gehen, mehr in Führungspositionen gehen, in Vorstände, in Aufsichtsräte.“
Text: Christine Minkewitz
BIH/Hauptstadt der Wissenschaftlerinnen
Quelle: MDC/News vom 21.01.2022
Virchow 2.0: Von der Intervention zur Prävention
“Virchow 2.0“, einziger Berliner Finalist der zweiten Wettbewerbsrunde der Clusters4Future-Initiatitive des BMBF, geht in die Konzeptionsphase. Bei einem Kick-Off-Meeting am 27. September 2021 gaben Teilnehmer*innen aus Wissenschaft, Klinik und Wirtschaft einen Vorgeschmack auf die Cluster-Strategie, an der sie arbeiten.
Die Kluft zwischen Grundlagenforschung und klinischen Anwendungen zu überbrücken und zellbasierte Medizin in die Klinik zu bringen – das ist das Ziel des Forschungsnetzwerks „Virchow 2.0 –Innovationscluster für zellbasierte Medizin in Berlin-Brandenburg“. Am 1. Oktober fällt der offizielle Startschuss für die Konzeptionsphase der Initiative, die zu den 15 Finalisten der zweiten Wettbewerbsrunde der Zukunftscluster-Initiative (Clusters4Future) des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) gehört und der einzige Finalist aus Berlin ist. Kernpartner von „Virchow 2.0“ sind das Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin in der Helmholtz-Gemeinschaft (MDC), die Charité – Universitätsmedizin Berlin, das Berlin Institute of Health in der Charité (BIH), das Zuse-Institut Berlin (ZIB) und das Berlin Institute for the Foundations of Learning and Data (BIFOLD), ein Berliner Forschungsnetzwerk, das Anwendungen für Big Data und maschinelles Lernen entwickelt.
„Virchow 2.0“ steht für Tradition und Zukunftsvision des Clusters: In den 1850-er Jahren entwickelte Rudolf Virchow die Zellularpathologie, die besagt, dass Krankheiten auf Störungen der Körperzellen und ihrer Funktionen beruhen. Diesen seinerzeit revolutionären Ansatz haben Wissenschaftler*innen konsequent weiterentwickelt: „Wir verfügen jetzt, 160 Jahre nach Virchow, über Technologien, mit denen wir eine zellbasierte Medizin schaffen können“, erläutert Professor Nikolaus Rajewsky. Der Direktor des Berliner Instituts für Medizinische Systembiologie (BIMSB) des MDC koordiniert die Initiative; Co-Sprecherin ist Professorin Angelika Eggert, Direktorin der Klinik für Pädiatrie mit Schwerpunkt Onkologie und Hämatologie der Charité – Universitätsmedizin Berlin. „Zu diesen Technologien zählen bahnbrechende Einzelzell- und Bildgebungsmethoden, die wir mit künstlicher Intelligenz und personalisierten Krankheitsmodellen wie Organoiden kombinieren“, führt Rajewsky aus.
„Rudolf Virchow hätte seine wahre Freude“
„Im Grunde genommen bringen uns diese Methoden ‚back to the roots‘“, sagt Professor Frederick Klauschen, Leiter der Arbeitsgruppe Systempathologie am Institut für Pathologie der Charité – Universitätsmedizin Berlin, Direktor des Pathologischen Instituts der Ludwig-Maximilians-Universität München, Mitglied des Berliner KI-Zentrums BIFOLD und Mit-Koordinator des Forschungsverbundes MSTARS. Das Konsortium hat es sich zur Aufgabe gemacht, die Massenspektrometrie für die Patientenversorgung weiterzuentwickeln und mit ihrer Hilfe den Ursachen für Therapieresistenzen auf den Grund zu gehen. „Molekulare Untersuchungen an fragmentiertem Gewebe sind eher ein Notbehelf, da uns bislang die Werkzeuge fehlten, um einzelne Zellen zu untersuchen. Ich frage mich, was Virchow dazu gesagt hätte – bei Pathologien ging es immer um einzelne Zellen.“
„Rudolf Virchow hätte heute seine wahre Freude“, ist Nikolaus Rajewsky überzeugt. Denn: „Wir werden in der Lage sein, anhand der ersten zellulären Veränderungen Krankheiten zu diagnostizieren, den möglichen Verlauf einer Erkrankung vorauszusagen und die molekularen Netzwerke von der entstehenden Krankheit zurück auf den Weg eines gesunden Gleichgewichts zu lenken. So können wir neue Ansatzpunkte für Wirkstoffe oder zelluläre Therapien finden.“
Amtsantritt von Dr. Michael Frieser, neuer Administrativer Direktor des Berlin Institute of Health in der Charité (BIH)
Amtsantritt von Dr. Michael Frieser, neuer Administrativer Direktor des Berlin Institute of Health in der Charité (BIH)
Michael Frieser: Curriculum Vitae
Dr. Michael Frieser studierte an der Fachhochschule des Bundes für öffentliche Verwaltung in Köln und schloss 1988 mit dem Diplom als Verwaltungsfachwirt ab. Anschließend studierte er Biologie an der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg. In seiner Diplomarbeit in klinischen Arbeitsgruppen der Max-Planck-Gesellschaft beschäftigte er sich mit Rheumatologie und Bindegewebsforschung. Von 1994 bis 1996 promovierte er am Institut für Experimentelle Medizin der Universität in Erlangen zum Dr.rer.nat mit einer Arbeit zum Endothel, der innersten Zellschicht von Blutgefäßen. Direkt im Anschluss wechselte er als Referatsleiter für Informationstechnik ans Paul-Ehrlich-Institut in Langen, wo er nach verschiedenen Positionen seit 2003 die gesamte Verwaltung leitet.
Programm
Grußworte aus der Politik
Prof. Veronika von Messling
Ministerialdirektorin im Bundesministerium für Bildung und Forschung
Grußworte aus Charité und BIH
Prof. Christopher Baum
Vorsitzender des BIH Direktoriums, Vorstand Charité Translationsforschungsbereich
Prof. Axel Radlach Pries
Dekan der Charité – Universitätsmedizin Berlin
Johannes Voß-Lünemann
Verwaltungsleiter des Berlin Institute of Health in der Charité (BIH)
Abschied und Willkommen
Andrea Runow
ehem. Administrative Direktorin (kommissarisch) des Berlin Institute of Health in der Charité (BIH)
Dr. Michael Frieser
Administrativer Direktor des Berlin Institute of Health in der Charité (BIH)
Livestream
Ab 14:00 Uhr am 2. September 2021 startet hier der Livestream zum Amtsantritt von Dr. Michael Frieser.
Neues aus dem MDC
Johanna Quandt-Professur für Kathrin de la Rosa
Die Stiftung Charité und das Berlin Institute of Health in der Charité setzen ihr Format zur Gewinnung herausragender Wissenschaftlerinnen fort. Zu den vier neuen Johanna Quandt-Professorinnen gehört MDC-Forscherin Kathrin de la Rosa. Die Immunologin wird hier weiterhin ihre Arbeitsgruppe leiten.
Die Stiftung Charité und das Berlin Institute of Health in der Charité (BIH) richten bereits zum zweiten Mal eine Reihe von neuen BIH Johanna Quandt-Professuren in Berlin ein. Die Professuren wurden weltweit ausgeschrieben und nachgefragt. Das Besondere an der internationalen Ausschreibung bestand darin, dass sie neben dem Aspekt der besonderen Förderung von Frauen themenoffen vorgenommen wurde. Interessentinnen waren aufgefordert, sich mit einem innovativen Konzept für ihre eigene Professur in Berlin zu bewerben. „Der Open Topic-Ansatz der Johanna Quandt-Professuren verzichtet auf eine fachliche Eingrenzung und ermöglicht auf diese Weise einen echten Wettbewerb um die besten Ideen und aussichtsreichsten Forschungsansätze“, resümiert Dr. Jörg Appelhans, Vorstand der Stiftung Charité, den Auswahlprozess. Durch das Zusammenwirken der privaten Stiftung Charité und des öffentlich finanzierten Berlin Institute of Health werden in den ersten fünf Jahren für jede der neuen Professuren bis zu drei Millionen Euro zur Verfügung gestellt. „Die gemeinsame Initiative mit der Stiftung Charité erlaubt uns eine Ausstattung der Professuren, die auch Kandidatinnen von Top-Universitäten, etwa in den USA und Kanada, angezogen hat“, sagt Professor Dr. Christopher Baum, BIH-Direktoriumsvorsitzender und Vorstand des Translationsforschungsbereichs der Charité – Universitätsmedizin Medizin.
Kooperation von Charité und MDC
Die Nachhaltigkeit der Professuren wird dadurch sichergestellt, dass allen Professorinnen ein verbindliches Verstetigungsangebot unterbreitet wurde. Um die entsprechenden Langfristperspektiven zu verwirklichen, arbeiten die Charité – Universitätsmedizin Medizin und das Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin in der Helmholtz-Gemeinschaft (MDC) bei den Berufungen eng zusammen.
Hier lesen Sie die gesamte PM des MDC vom 31. August 2021
Ein Zellatlas für Kinderherzen
Nach Einzelzelluntersuchungen am Herzen Erwachsener fördert die Chan Zuckerberg Initiative nun auch den Aufbau eines Zellatlas von Kinderherzen. Zu den geförderten Netzwerken gehört erneut ein internationales Team um Christine Seidman von der Harvard University und Norbert Hübner vom MDC.
Angeborene Herzfehler, Herzmuskelentzündungen oder -veränderungen sind eine der Ursachen von Todesfällen im Kindesalter. Das Wissen über die molekularen Mechanismen in Herzkrankheiten in jungen Jahren ist jedoch noch sehr begrenzt, da es kaum Referenzdaten für die normale postnatale Herzentwicklung bei gesunden Kindern gibt. Diese Lücke sollen jetzt Einzelzelluntersuchungen an gesundem Herzgewebe von Säuglingen und Teenagern schließen. Die Chan Zuckerberg Initiative (CZI) fördert das internationale Kooperationsprojekt von Forscher*innen und Kinderärzt*innen mit insgesamt 33 Millionen Dollar. Davon fließen 1,75 Millionen Dollar an das Team um Professor Christine Seidman von der Harvard Medical School (HMS) in Boston und um Professor Norbert Hübner am Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin in der Helmholtz-Gemeinschaft (MDC) in Berlin.
Lesen Sie bitte hier die gesamte PM vom 30. 08. 2021
Künstliche Intelligenz auf der Intensivstation
Künstliche Intelligenz auf der Intensivstation: x-cardiac GmbH erhält Zulassung für erstes Medizinprodukt x-c-bleeding
Das x-cardiac System in Betrieb auf der Intensivstation IPS 1 des Deutschen Herzzentrums Berlin. Foto: Külker/DHZB
Die x-cardiac GmbH wurde als Medizinproduktehersteller in der EU zugelassen und bringt mit der KI-Software x-c-bleeding das erste zugelassene Medizinprodukt zur Vorhersage postoperativer Nachblutungen auf den Markt. Im April hatte die x-cardiac GmbH den erfolgreichen Abschluss ihrer Seed-Finanzierung durch IBB Ventures sowie mehrere weitere Business Angels bekanntgegeben.
Das Medizin-Start-up entwickelt KI-basierte Software, mit deren Hilfe postoperative Komplikationen nach schweren Herzoperationen vorhergesagt werden können. Das Team von x-cardiac hat die Software x-c-bleeding mithilfe von gespeicherten und anonymisierten Daten von knapp 50.000 Patient*innen am DHZB „trainiert“ und seit April 2018 im realen Klinikbetrieb auf den DHZB-Intensivstationen erprobt.
„Wir freuen uns sehr über die Zulassung unseres ersten Medizinprodukts für den kommerziellen Einsatz und danken unserem gesamten Team für die dazu geleistete großartige Arbeit. Mit unserer KI-basierten Software können wir einen Beitrag zur notwendigen Digitalisierung im Klinikalltag leisten”, sagt x-cardiac-Geschäftsführer Oliver Höppner.
Förderung durch das BIH und DHZB
Prof. Dr. med. Alexander Meyer, Herzchirurg und Informatiker am DHZB und ebenfalls Geschäftsführer von x-cardiac, hat die Software entwickelt: „Wir sehen den Bedarf an Systemen, die Entscheidungen am Point of Care unterstützen. Außerdem stehen die Kliniken vor großen Herausforderungen bei der Digitalisierung. Mit x-c-bleeding können wir ein ausgereiftes und praxistaugliches Angebot machen. Die im Krankenhauszukunftsgesetz (KHZG) verankerten Fördermöglichkeiten leisten hier einen wichtigen Beitrag.“
Meyer wurde während der Entwicklung und Testphase von x-c-bleeding als Stipendiat des BIH Charité Clinician Scientist Programms gefördert. Das Validation Fund SPARK-BIH Programm und das Digital-Health-Accelerator-Programm des BIH haben schließlich den Weg zur Anwendung und Vermarktung der Software begleitet und gemeinsam mit dem DHZB die Gründung der x-cardiac GmbH unterstützt.
Christian Seegers, Senior Investment Manager bei IBB Ventures, fügt hinzu: „Mit x-c-bleeding bringt x-cardiac ein hervorragendes Medizinprodukt zum richtigen Zeitpunkt auf den Markt, mit dem lebensbedrohliche postoperative Komplikationen früher erkannt werden können. Wir freuen uns sehr, dass die Zulassung als Medizinprodukt so schnell umgesetzt werden konnte und x-cardiac damit Teil des digitalen Umbruchs im deutschen Klinikmarkt ist.“
Die Zulassung des ersten Medizinproduktes ist für die x-cardiac GmbH ein wichtiger Meilenstein als Plattformentwickler für KI-basierte Software auf Intensivstationen. Ein zweites Medizinprodukt „x-c-renal-injury“ zur Vorhersage von akutem Nierenversagen befindet sich bereits in der Entwicklung. Die Vermarktung soll mit Unterstützung von Distributoren erfolgen.
Quelle: PM BIH vom 08. 07. 2021
