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ERC zeichnet zukunftsweisende Ideen aus

Beide erforschen Kommunikation – auf unterschiedlichen Ebenen: Dr. Stefanie Grosswendt und Dr. Alison Barker erhalten Starting Grants des Europäischen Forschungsrates ERC. Die begehrte Auszeichnung ist mit einer Förderung in Höhe von etwa 1,5 Millionen Euro über fünf Jahre verbunden.

Copyright: Felix Petermann, MDC

Mit den ERC Starting Grants bekommen die erst 2021 etablierten Labore der Nachwuchsforscherinnen Stefanie Grosswendt und Alison Barker einen Schub: Sie können ihre Gruppen ausbauen und mit mehr Mitteln ihre Ideen verfolgen. Die Gutachter*innen des Europäischen Forschungsrates suchen nach ungewöhnlichen Ansätzen, die – sofern sie funktionieren – Türen aufstoßen und erheblichen Fortschritt ermöglichen können („high risk, high reward“). Die Kandidat*innen müssen außerdem seit ihrer Promotion zwei bis sieben Jahre Erfahrung gesammelt haben und vielversprechende wissenschaftliche Erfolge vorweisen können. In diesem Jahr erhalten 397 europäische Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler unterschiedlichster Fachrichtungen ERC Starting Grants.

Dr. Stefanie Grosswendt leitet eine BIH-Nachwuchsgruppe, die zum gemeinsamen Fokusbereich „Single-Cell-Ansätze für die Personalisierte Medizin“ des Berlin Institute of Health in der Charité (BIH), der Charité – Universitätsmedizin Berlin und des Max-Delbrück-Centrums für Molekulare Medizin in der Helmholtz-Gemeinschaft (MDC) gehört. Ihr Labor ist ko-affiliiert mit der Klinik für Pädiatrie mit Schwerpunkt Onkologie und Hämatologie der Charité unter Leitung von Frau Professorin Angelika Eggert der Charité und am Berliner Institut für Medizinische Systembiologie (BIMSB) des MDC angesiedelt. In ihrem Projekt „Cellmates“ will Stefanie Grosswendt untersuchen, welche Zellen Nachbarn im Gewebe sind, wie genau sie Informationen austauschen und welche Konsequenzen sich daraus ergeben.

Dr. Alison Barker war Postdoktorandin in der Gruppe von Professor Gary Lewin am MDC. Seit Dezember 2021 leitet sie ihre eigene Forschungsgruppe am Max-Planck-Institut für Hirnforschung in Frankfurt am Main. Ihr Projekt trägt den Titel „Softchirp“, angelehnt an das Begrüßungszwitschern der Nacktmulle. Sie interessiert sich dafür, wie neuronale Schaltkreise die damit verbundenen Informationen verarbeiten und wie solche Laute dazu beitragen, dass sich soziale Einheiten organisieren.

Wer soll ich werden und wo soll ich hin?

Wie wandelbar Zellen sind, ist während der Entwicklung eines Embryos offensichtlich. Nach und nach bildet sich aus einer befruchteten Eizelle ein ganzer Organismus. „Aber dazu muss jede einzelne Zelle erst einmal wissen, was sie werden soll und zum Teil auch wohin sie eigentlich noch wandern muss“, sagt Stefanie Grosswendt. „Deshalb bekommt eine Zelle immer wieder Signale aus ihrer unmittelbaren Umgebung – wir wollen dieses Zusammenspiel entziffern und verstehen, wie es dazu beiträgt, dass sich Zellen spezialisieren und so ihren Weg finden.“

Diesen fein austarierten Prozess analysiert die Nachwuchsforscherin anhand von Zellen der Neuralleiste von Mäuseembryonen. Diese Zellen sind zunächst multipotent; sie entwickeln sich dann in ganz unterschiedliche Zelltypen, von Pigmentzellen der Haut über Knorpelelemente des Kiefers bis hin zum Nebennierenmark. Geht etwas schief, können bereits vor der Geburt zum Beispiel Krebszellen des Neuroblastoms entstehen.

„Bisher wissen wir nicht, wie komplex die Wechselwirkungen zwischen Zellen sein können und welche Auswirkungen das jeweils auf das Zellschicksal hat“, sagt Grosswendt. Sie will daher die Technologien der Einzelzellanalyse so weiterentwickeln, dass man benachbarte Zellen im Gewebe präzise identifizieren und gleichzeitig ermitteln kann, welche Signale sie sich senden und wie sie dadurch gegenseitig ihre Eigenschaften beeinflussen.

Enormes Potenzial für die medizinische Forschung

„Ein und dasselbe Signal kann unterschiedliche Antworten auslösen, je nach Zelltyp“, sagt Grosswendt. Die Zellen lesen danach andere Gene ab als zuvor, ändern mitunter sogar ihre Identität. „Diese Prinzipien der Zellkommunikation kommen nicht nur während der Entwicklung oder im gesunden Gewebe zum Tragen. Die Zellen innerhalb eines Tumors beeinflussen sich ebenfalls gegenseitig. Das kann die Genaktivität einiger Krebszellen so verändern, dass sie schwerer zu therapieren sind.“

Substanzielles Potenzial für die medizinische Forschung sahen auch die ERC-Gutachter*innen. „Das hat mich besonders gefreut, dass sie unseren wissenschaftlichen Ansatz ebenso spannend fanden wie unsere Gruppe“, sagt Grosswendt. „Wir werden unsere Methoden vielfältig anwenden können: auf Modelorganismen, Organoide – also organähnliche Mikrostrukturen – und auf Proben von Patient*innen.“ Genau deshalb passen sie so gut in den gemeinsamen Fokusbereich „Single-Cell-Ansätze für die personalisierte Medizin“ von BIH und MDC. „Ich bin sehr dankbar für die Unterstützung, die ich im Vorfeld hatte – und meinen PhD-Studierenden, deren erste Datenanalysen bereits in die Bewerbung eingeflossen sind. Wir legen jetzt richtig los.“

Die Begrüßungsrufe der Nacktmulle

Auch Alison Barker freut sich sehr über die Förderung. „Wir wissen erstaunlich wenig darüber, wie soziale Informationen, die in akustischen Signalen kodiert sind, anschließend in neuronalen Netzwerken des Gehirns entschlüsselt werden“, sagt sie. Dabei hat Sprache wesentlichen Anteil daran, dass wir soziale Bindungen knüpfen und festigen können. Der Mensch kann sich außergewöhnlich gut über stimmliche Signale verständigen, doch es gibt im gesamten Tierreich viele Arten der akustischen Kommunikation.

Barker untersucht die vokale Kommunikation beim Nacktmull, einem sehr gesprächigen und äußerst sozialen Nagetier, das in großen Mehrgenerationenkolonien unter der Herrschaft eines einzigen brütenden Weibchens, der Königin, lebt. Zusätzlich zu ihrer extremen Kooperationsbereitschaft sind diese Nagetiere sehr stimmlich und verfügen über ein Repertoire von mehr als 25 verschiedenen Vokalisationen, das mit dem von nicht-menschlichen Primaten vergleichbar ist. „Nacktmulle verwenden Begrüßungsrufe, den soft chirp, um Informationen über die individuelle Identität und die Zugehörigkeit zur Kolonie auszutauschen“, sagt Barker. „Anhand dieser spezialisierten stimmlichen Signale wollen wir die zugrundeliegenden neuronalen Schaltkreise verstehen, die die soziale Erkennung ermöglichen, und wie sie diese Signale an Veränderungen in sozialen Situationen anpassen.“

Quelle: PM des MDC vom 10. 01. 2021

Experimental and Clinical Research Center (ECRC) von MDC und Charité

Weitere Informationen

Probanden gesucht

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MDC/Probanden gesucht

Experimental and Clinical Research Center (ECRC)

Podien, Pipetten, Platzregen

Seit Ende Juni informiert die „Wissensstadt Berlin 2021“ in zahlreichen Veranstaltungen über die Forschung in der Stadt. Motto: Berlin will es wissen! Auch das MDC ist dabei, macht Wissenschaft erlebbar und diskutiert mit der Öffentlichkeit über die Medizin der Zukunft

In Berlin finden coronabedingt derzeit viele Veranstaltungen im Freien statt. Dazu gehören auch die Aktionstage bei der „Wissensstadt Berlin“ auf dem Platz vor dem Roten Rathaus, die dazu einladen, sich über Wissenschaft zu informieren und zum Beispiel bei einer Labor-Olympiade mitzumachen. Am 2. und 9. Juli war das MDC mit einem Stand vertreten. „Am zweiten Termin regnete es, und wir hatten Sorge, dass kaum jemand kommt. Aber tatsächlich standen die Leute teilweise sogar geduldig Schlange an unserem Aktionsstand, um am Wettbewerb teilzunehmen“, sagt Inga Patarčić, Doktorandin am Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin (MDC) und Mitorganisatorin der MDC-Aktionen bei „Wissensstadt Berlin“. Bei der Labor-Olympiade können die Spieler*innen Punkte in verschiedenen Disziplinen sammeln – etwa beim Abwiegen und genauen Messen oder beim Pipettieren, also dem Flüssigkeitstransport per Pipette: Wer schafft am meisten in 30 Sekunden?

© Felix Petermann, MDC

Bei der „Wissensstadt Berlin“ geht es vor allem darum, Wissenschaft erlebbar zu machen und darüber zu informieren, wie in der Stadt zu den drei großen Themen der Veranstaltung – Klima, Gesundheit, Zusammenleben – heute und in Zukunft geforscht wird. Ganz wichtig dabei: der Dialog – und der Spaß, so wie bei der Labor-Olympiade. „Wir wollen Forschung für die Menschen nahbar machen und zeigen, wie es sich anfühlt, als Wissenschaftlerin oder Wissenschaftler in einem Labor zu stehen und biomedizinische Forschung zu betreiben“, sagt Inga Patarčić. Das MDC hat neben dem Aktionsstand verschiedene Workshops organisiert, MDC-Forschende treten auf Podien auf und lassen Zuhörerinnen und Zuhörer bei „Echt oder Fake?“ darüber rätseln, was Wissenschaft vermag oder was vielleicht doch nicht wahr sein kann.

Neue Ansätze in der Medizin verstehen und darüber diskutieren

Prof. Dr. Simone Spuler
Foto: Pablo Castagnola

Professorin Simone Spuler ist Expertin für erbliche Muskelkrankheiten am Experimental and Clinical Research Center (ECRC ), einer gemeinsamen Einrichtung von Charité – Universitätsmedizin Berlin und dem MDC. Die Forscherin und Ärztin hat an zwei Podiumsdiskussionen teilgenommen: „Mir ist es ein wichtiges Anliegen, das Thema Gentherapie bei Muskelkrankheiten in der Öffentlichkeit zu diskutieren. Ich möchte sehr genau erklären, was wir tun, und zwar so, dass es verständlich ist“, sagt sie.

Auf dem Podium ging es nicht nur um Fachthemen. Personen aus verschiedenen gesellschaftlichen Bereichen – Politik, Industrie, medizinische Versorgung, Wissenschaft – sprachen miteinander unter anderem darüber, welche Rolle Berlin zukünftig in der Spitzenforschung haben wird. Wie spannend das sein kann, erlebte Stefanie Mahler vom German Stem Cell Network (GSCN). Sie war Zuhörerin bei der Podiumsdiskussion zum Thema Zelltherapien am 1. Juli, an der neben Simone Spuler auch MDC-Forscher Professor Nikolaus Rajewsky beteiligt war. Der Systembiologe entwarf die Vision von Berlin als Zentrum der Zelltherapie, das Magnetwirkung auf exzellente Wissenschaftler*innen aus anderen Disziplinen entfalten könne. Mit auf dem Podium saßen der Vorstandvorsitzende des Berlin Institute of Health (BIH), Professor Christopher Baum, und Dr. Stefan Frank von der Bayer AG. Sie brachten die Perspektiven aus Wissenschaftspolitik und Industrieforschung ein. „Da passiert gerade richtig viel, es herrscht Aufbruchsstimmung“, sagt Stefanie Mahler nach der Debatte.

Auch gefragt: Informationen zur Ausbildung am MDC

Inga Patarčić, die inzwischen in der Kommunikationsabteilung arbeitet, ist erfahren in der öffentlichen Wissenschaftsvermittlung. Sie kennt die Lange Nacht der Wissenschaften gut, an der sich das MDC seit vielen Jahren beteiligt. „Es ist schon etwas anderes, Wissenschaft mitten in der Stadt zu präsentieren als draußen in Buch“, sagt sie. Auf den Campus kämen vor allem Menschen, die bereits ein starkes Interesse an Wissenschaft hätten oder erleben wollten, wie Freunde oder Verwandte am MDC arbeiten. In die „Wissensstadt Berlin“ am Roten Rathaus gerieten die meisten Leute zufällig, und viele von ihnen, so Patarčićs Beobachtung, hätten in ihrem Alltag nichts mit Forschung zu tun. Am Aktionsstand gelandet, seien manche Besucherinnen und Besucher dann besonders an beruflichen Perspektiven am MDC interessiert. Wie passend, dass dort nicht nur über Wissenschaft informiert wird, sondern auch Flyer mit Informationen zur Ausbildung am MDC ausliegen und Forscher*innen über ihren Weg in die Biomedizin erzählen.

Text: Wiebke Peters

Die Ausstellung der „Wissensstadt Berlin“ auf dem Platz vor dem Roten Rathaus, bei der das MDC über die Chancen der zellbasierten Medizin informiert, ist noch bis 22. August 2021 zu sehen.

Programm des MDC / Wissensstadt Berlin

Wissensstadt Berlin 2021

Quelle: PM des MDC vom 20. Juli 2021

Der Herr der Ringe – Anton Henssen

Gemeinsame Pressemitteilung von MDC, Charité und BIH anlässlich des Weltkrebstages am 4. Februar

Für die Erforschung ringförmiger DNA und deren Bedeutung bei der Entstehung kindlicher Neuroblastome ist Anton Henssen vom ECRC mit dem Preis der Kind-Philipp-Stiftung für pädiatrisch-onkologische Forschung ausgezeichnet worden. Entscheidend dafür war eine Publikation im Fachblatt „Nature Genetics“.

Krebs ist eigentlich eine typische Alterserkrankung. Im Laufe des Lebens sammeln sich in den Zellen des Körpers Veränderungen im Erbgut an, die zunehmend schlechter repariert werden. Und irgendwann ist der Punkt erreicht, an dem eine Zelle aufgrund der Mutationen anfängt, unkontrolliert zu wachsen und sich zu vermehren.

Anton G. Henssen
© Linda Ambrosius

Warum auch schon Kinder an Krebs erkranken, ist eine Frage, die PD Dr. Anton Henssen seit Längerem beschäftigt. Der 35-Jährige ist Wissenschaftler am Experimental and Clinical Research Center (ECRC), einer gemeinsamen Einrichtung der Charité – Universitätsmedizin Berlin und des Max-Delbrück-Centrums für Molekulare Medizin in der Helmholtz-Gemeinschaft (MDC). Seit 2019 leitet er auf dem Campus Berlin-Buch die Emmy-Noether-Forschungsgruppe „Genomische Instabilität bei kindlichen Tumoren“.

Interesse an zirkulärer DNA ist neu

Erst im vergangenen September erhielt Henssen für seine Forschung einen der begehrten Starting Grants des European Research Council (ERC). Für das Projekt „CancerCirculome“ stellt der ERC Henssen in den kommenden fünf Jahren rund 1,5 Millionen Euro zur Verfügung. „Die Bedeutung zirkulärer DNA bei der Entstehung von Krebs rückt immer mehr in das Zentrum des wissenschaftlichen Interesses“, sagt Henssen. Das sei, als er begonnen habe, sich für das Thema zu begeistern, noch ganz anders gewesen.

„Auch deshalb freue ich mich jetzt sehr über den Preis der Kind-Philipp-Stiftung für pädiatrisch-onkologische Forschung“, sagt Henssen, der neben seiner Arbeit als Wissenschaftler auch als Kinderarzt an der Klinik für Pädiatrie mit Schwerpunkt Onkologie und Hämatologie der Charité praktiziert. „Die Auszeichnung ist hierzulande eine der bedeutendsten auf dem Gebiet der Kinderonkologie.“

Winzige Ringe bringen Erbgut durcheinander

Leider werde die Preisverleihung aufgrund der Corona-Pandemie erst irgendwann im Laufe des Jahres stattfinden, sagt Henssen. Das Preisgeld von 10.000 Euro habe ihm die Stiftung aber bereits überwiesen. „Wenn die aktuelle Krise vorüber ist, werde ich mit meiner Arbeitsgruppe, ohne die ich den Preis niemals bekommen hätte, ganz groß feiern gehen“, sagt Henssen, der auch am Clinician Scientist Program des Berlin Institute of Health (BIH) und der Charité teilnimmt und darüber hinaus wissenschaftliches Mitglied im Deutschen Konsortium für Translationale Krebsforschung (DKTK) am Standort Berlin ist.

Mit dem Kind-Philipp-Preis wird einmal im Jahr die beste Arbeit deutschsprachiger Autor*innen zur Erforschung von Krebs bei Kindern ausgezeichnet. Prämiert hat die Stiftung dieses Mal eine Studie, die 2020 im Fachblatt „Nature Genetics“ erschienen ist. Zusammen mit Dr. Richard Koche vom Memorial Sloan Kettering Cancer Center in New York, Prof. Dr. Angelika Eggert, Direktorin der Klinik für Pädiatrie mit Schwerpunkt Onkologie und Hämatologie der Charité, sowie 35 weiteren Forscher*innen hat Henssen in der Publikation gezeigt, dass kleine DNA-Ringe in Nervenzellen von Kindern das Erbgut so durcheinanderbringen können, dass sich ein Neuroblastom entwickelt.

Wachstum des Neuroblastoms beschleunigt

Das Team hatte für die Studie Gewebeproben von 93 Kindern mit einem Neuroblastom untersucht. Dabei stellte die Gruppe fest, dass zirkuläre DNA in den Tumorzellen deutlich häufiger und in größerer Komplexität zu finden ist als bis dahin angenommen. Zusätzlich konnten die Wissenschaftler*innen anhand ihrer Daten ableiten, wie sich bestimmte Abschnitte der Erbinformation aus einem Chromosom herauslösen, Ringe bilden und sich anschließend an anderer Stelle des Chromosoms wieder einbauen. „Da dabei die ursprüngliche Abfolge der Erbinformation durcheinandergebracht wird, können die betroffenen Zellen leicht entarten“, erklärt Henssen.

Gemeinsam mit seinem Team zeigte der Forscher zudem, dass bestimmte DNA-Ringe das Wachstum von Neuroblastomen beschleunigen. Deren Nachweis könnte es künftig erleichtern, den Krankheitsverlauf der Kinder besser einzuschätzen. Henssens nächstes Ziel ist es nun, das zirkuläre Erbgut genau zu sequenzieren und jene Faktoren zu identifizieren, die das Entstehen und die Vermehrung der Ringe überhaupt erst ermöglichen.

So hofft der Forscher und Arzt, seinen kleinen Patient*innen an der Charité in Zukunft noch besser als bisher helfen zu können. „Wenn wir Marker für eine bessere Diagnose und Prognose entwickeln“, sagt Henssen, „werden wir in der Lage sein, den krebskranken Kindern und ihren Eltern eine sehr viel individuellere und damit vermutlich auch effektivere Therapie anzubieten.“

Text: Anke Brodmerkel

Quelle: PM 26. 01. 20201

Porträt Anton Henssen

AG Henssen

Berlin Institute of Health

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Gold für den tiefen Blick ins Herz

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Von Anke Brodmerkel, MDC
Jeanette Schulz-Menger hat die Goldmedaille der Society for Cardiovascular Magnetic Resonance erhalten. Sie habe viel dazu beigetragen, die kardiovaskuläre Magnetresonanztomographie weiterzuentwickeln, begründet die Jury die Entscheidung. Auch lobte sie das Wissen und die Kreativität der Forscherin.

Die diesjährige Auszeichnung der internationalen Society for Cardiovascular Magnetic Resonance (SCMR) geht an zwei Forschende: Neben Professorin Schulz-Menger, Leiterin der Arbeitsgruppe Kardiale MRT am Experimental and Clinical Research Center (ECRC ), einer gemeinsamen Einrichtung des MDC und der Charité – Universitätsmedizin Berlin,  sowie Leiterin der nichtinvasiven kardiologischen Bildgebung am Helios Klinikum Berlin-Buch, wurde der US-Amerikaner Dr. Peter Kellman vom National Heart, Lung, and Blood Institute mit der Goldmedaille geehrt. Der Preis habe sie überrascht, aber sie freue sich natürlich sehr, sagt Schulz-Menger. „Mein gesamtes Team ist nun noch motivierter als bisher und es ist eine Auszeichnung für uns alle.“

Prof. Jeanette Schulz-Menger hat die Goldmedaille der Society for Cardiovascular Magnetic Resonance erhalten.
© David Ausserhofer/MDC
 

Hervorgehoben wurde zum einen das Engagement Schulz-Mengers für das weltweite Renommee der SCMR. Im Jahr 2013 war die Berliner Kardiologin beispielsweise für das wissenschaftliche Programm des Treffens der Fachgesellschaft verantwortlich. 2016 und 2017 war sie – als erste Frau und eine der wenigen Europäer*innen – Präsidentin der SCMR. Explizit genannt wurde zudem ihre 2013 veröffentlichte SCMR-Publikation „Standardized Image Interpretation and Post-Processing in Cardiovascular Magnetic Resonance“.

Zum anderen würdigte die weltgrößte CMR-Gesellschaft mit ihrer Auszeichnung die Verdienste Schulz-Mengers bei der Etablierung der noch jungen Methode der kardiovaskulären Magnetresonanztomographie. „Tatsächlich ist es uns in relativ kurzer Zeit gelungen, das Verfahren aus der experimentellen Phase in die klinische Routine und in die Leitlinien zu bringen“, sagt Schulz-Menger. „Daran hätte ich zu Beginn unserer Forschungsarbeit in den Neunzigerjahren kaum zu denken gewagt.“

In vielen Kliniken ist das Verfahren schon Routine

Zu verdanken sei das der guten Zusammenarbeit von Expertinnen und Experten der Kardiologie sowie der Physik, Informatik und Mathematik, betont Schulz-Menger. Gemeinsam habe man stets sowohl die Grundlagenforschung als auch die klinische Arbeit im Blick gehabt. „Wir kooperieren viel mit dem Helios Klinikum Berlin-Buch und natürlich mit der Charité, wodurch sich unsere Forschung meist rasch klinisch umsetzen lässt“, sagt Schulz-Menger. „Wesentlich war zudem die exzellente Zusammenarbeit mit der Industrie.“

Inzwischen nutzen viele kardiologische Kliniken weltweit das Verfahren, um Schäden des Herzmuskels zu diagnostizieren. „Wir können per CMR zum Beispiel unterscheiden, ob es sich um einen akuten oder chronischen Schaden des Herzmuskels handelt, ob Narben oder diffuse Fibrosen, also Verhärtungen des Gewebes, vorhanden sind oder ob sich Wassereinlagerungen erkennen lassen“, erläutert Schulz-Menger. Zudem könne man per CMR auf schonende Art und Weise und daher auch bei ganz kleinen Patient*innen herausfinden, ob bei einer systemischen Erkrankung – das heißt einer Krankheit, die sich auf das gesamte Organsystem auswirken kann – das Herz beteiligt sei.

Forschung mit Hochleistungsgeräten

Derzeit arbeitet die ECRC-Forscherin an mehreren Projekten. Zum einen möchte sie gemeinsam mit ihrem Team den Blutfluss durch die Gefäße sichtbar machen. Dazu arbeiten sie und ihre Kolleg*innen mit Hochleistungsgeräten, die eine Feldstärke bis zu 7 Tesla aufweisen. Zum anderen möchte Schulz-Menger Herzmuskelschäden, wie sie zum Beispiel durch Chemotherapien in der Krebsbehandlung oder bei Muskeldystrophien entstehen, genauer untersuchen. Das ECRC, sagt sie, biete ihr zum Glück viel Raum und Zeit für eine anwendungsnahe Forschung, die meist schnell bei den Patient*innen lande.

(Quelle: PM des MDC vom 18.03.2020

Arbeitsgruppe von Prof. Schulz-Menger

Klinische Forschung am ECRC