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Mina Gouti erhält einen ERC Consolidator Grant

Der Europäische Forschungsrat (ERC) vergibt einen Consolidator Grant in Höhe von 2,8 Millionen Euro an Mina Gouti. Sie wird damit neuromuskuläre Organoide weiterentwickeln. Es ist die zweite Ehrung in zwei Wochen, denn Gouti ist auch als EMBO Young Investigator ausgezeichnet worden. 

 

Porträt von Mina Gouti Foto: Elisabetta Sitterio

Die Motoneuronen, die Arm-, Bein- und andere Skelettmuskeln steuern, zweigen an verschiedenen Stellen des Rückenmarks ab. Im Labor kann Goutis Team organähnliche Strukturen im Miniaturformat – Organoide – erzeugen, die diesen Segmenten des Rückenmarks entsprechen. Damit wollen die Wissenschaftler*innen regionale Unterschiede bei degenerativen Erkrankungen untersuchen und potenzielle Therapien für spinale Muskelatrophie (SMA) und amyotrophe Lateralsklerose (ALS) entwickeln.

Ein Schnitt durch ein ganzes neuromuskuläres Organoid, bei dem menschliche Rückenmarksneuronen (rot) die Skelettmuskelzellen (grün) anregen. Alle Zellkerne sind weiß angefärbt.
Foto: Jorge Miguel Faustino Martins, Gouti Lab, MDC

„Mit dieser Förderung sind wir nun in einer hervorragenden Position, um unsere Ideen umzusetzen, unser Organoidmodell weiterzuentwickeln und nachzuweisen, dass es geeignet ist, neue Behandlungsmethoden zu identifizieren“, sagt Dr. Mina Gouti, die am Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin (MDC) die Arbeitsgruppe „Stammzell-Modellierung der Entwicklung und Erkrankung“ leitet.

Der ERC gewährt Consolidator Grants „herausragenden und vielversprechenden Forscher*innen jeder Nationalität und jeden Alters, die sieben bis zwölf Jahre Berufserfahrung nach der Promotion und einen exzellenten wissenschaftlichen Ansatz vorweisen können“. Die Forschung muss an einer öffentlichen oder privaten Forschungseinrichtung in einem EU-Mitgliedsland oder mit der EU-assoziierten Land stattfinden.

Positionsspezifische Organoide 

Gouti und ihre Kolleg*innen haben sehr weit fortgeschrittene neuromuskuläre Organoide entwickelt. Diese Organoide verfügen über alle wesentlichen Zelltypen, aus denen sich neuromuskuläre Endplatten herausbilden. Dadurch können die Motoneuronen den dazugehörigen Mini-Muskeln das Signal geben, wie im menschlichen Körper zu kontrahieren. Die Organoide, die das Team Anfang 2020 in der Fachzeitschrift Cell Stem Cell vorgestellt hat, ähneln damit dem unteren Teil des Rückenmarks, der für den Signalaustausch mit der Beinmuskulatur zuständig ist. 

Dank der Förderung durch den ERC kann Goutis Team nun an einem Projekt mit dem Titel „Generation of Position Specific (GPS) Organoids“ arbeiten. Die Wissenschaftler*innen wollen positionsspezifische Organoide entwickeln, die die mittleren und oberen Rückenmarkssegmente repräsentieren. Solche positionsspezifischen Organoide sind von großer Bedeutung, da sich in den entsprechenden Abschnitten des Rückenmarks Motoneuronen befinden, die verschiedene Muskelgruppen steuern. Bei SMA- und ALS-Patient*innen sind in der Regel zuerst motorische Neuronen im oberen und unteren Rückenmark betroffen, die die Verbindung zu den Nervenbahnen der Arme und Beine herstellen. Die Motoneuronen des mittleren Abschnitts befallen diese Krankheiten hingegen erst später. An den Organoiden können die Wissenschaftler*innen künftig genau untersuchen, wodurch diese regionalen Unterschiede beeinflusst werden und welche Ereignisabfolge zur Erkrankung führt, noch bevor die ersten Symptome einsetzen.

„Diese Krankheiten zu untersuchen, war bisher ausgesprochen schwierig. Denn bisher fehlten zuverlässige In-vitro-Modelle, die die Position der Motoneuronen und die Interaktion mit der Skelettmuskulatur beim Menschen berücksichtigen“, erläutert Gouti. 

Medikamente testen

Die Förderung ermöglicht außerdem die Anschaffung eines High-Content-Bildgebungssystems. Dabei handelt es sich um ein Konfokalmikroskop, mit dem das Team mehrere Organoide auf einmal analysieren kann. Die Wissenschaftler*innen können mit dem System untersuchen, wie aus Zellen von SMA-Patient*innen erzeugte Organoide auf verschiedene Medikamente reagieren. So können sie an der Validierung neu entwickelter Therapien mitwirken und den optimalen Zeitpunkt für den Therapiebeginn ermitteln, um den Untergang motorischer Neuronen zu verhindern. Auch völlig neuartige Ansätze könnten auf diese Weise entdeckt werden. 

Da die Organoide aus induzierten pluripotenten Stammzellen des Menschen erzeugt werden, eignen sie sich hervorragend für Medikamententests direkt im Zielgewebe. „Ich hoffe, dass das Organoidmodell als Brücke zwischen vorklinischen und klinischen Studien dienen kann“, sagt Gouti. „Ein realistischere Annäherung an menschliches Gewebe gibt es nicht.“

Das gesamte Netzwerk

In der nächsten Forschungsphase will Goutis Team Hirnorganoide mit neuromuskulären Organoiden kombinieren. Sie interessiert, ob funktionsfähige Verknüpfungen entstehen können. „Die von uns entwickelten neuromuskulären Organoide überleben im Labor zwar über 18 Monate, kontrahieren aber schon nach wenigen Monaten nicht mehr“, sagt Gouti. „Wir vermuten, dass das am fehlenden Input vom Gehirn liegen könnte.“

Durch die Kombination hirnähnlicher Organoide mit neuromuskulären Organoiden hätte das Team die Möglichkeit, das gesamte neuromuskuläre Netzwerk im Labor zu untersuchen – vom Signal aus dem Gehirn über das Rückenmark bis zum Muskelgewebe. 

Eine weitere Ehrung

Bereits in der vergangenen Woche hatte die European Molecular Biology Organization (EMBO) Dr. Mina Gouti als EMBO Young Investigator ausgewählt. Sie ist damit eine von 30 vielversprechenden Nachwuchsforscher*innen des Jahres 2020, gekürt aus einem Bewerberkreis von über 200 Personen. „Diese 30 Forscher*innen haben mit herausragenden wissenschaftlichen Leistungen überzeugt und gehören der nächsten Generation führender Biowissenschaftler*innen an“, begründet EMBO-Direktorin Maria Leptin die Auswahl. „Die Teilnahme am EMBO Young Investigator-Programm wird ihnen in dieser entscheidenden Phase ihrer Karriere weiterhelfen.“

EMBO Young Investigators sind herausragende Biowissenschaftler*innen, die seit höchstens vier Jahren eine eigene Arbeitsgruppe leiten. Mit der Förderung werden sie Teil eines internationalen Netzwerks aus aktuell 73 und 384 ehemaligen Young Investigators. EMBO unterstützt die Forschenden jeweils mit 15.000 Euro, zusätzlich können sie sich um Förderungen bis zu 10.000 Euro pro Jahr bewerben. Dazu kommen Netzwerkmöglichkeiten, Weiterbildungsangebote und andere Vorteile.  

„Ich freue mich darauf, im EMBO-Netzwerk Kontakte zu Forscher*innen und Mentor*innen zu knüpfen“, sagt Gouti. „Das ist nicht nur für mich, sondern auch für andere Mitglieder meiner Arbeitsgruppe eine ausgezeichnete Gelegenheit, sich in EMBO-Aktivitäten einzubringen. Wir sind alle sehr gespannt.“

Weiterführende Informationen

ERC Consolidator Grants

EMBO welcomes thirty Young Investigators

AG Gouti „Stammzell-Modellierung der Entwicklung und Erkrankung 

Pressemitteilung ALS mit Organoiden und Sequenziertechnologien erforschen

Pressemitteilung Neuromuskuläres Organoid: Es kontrahiert!

Quelle: PM des MDC vom 09. 12.2020

Ein Leben für die Wissenschaft

Das MDC trauert um Heinz Bielka, einen Pionier der Zell- und Molekularbiologie, Wissenschaftshistoriker und engagierten Bürger von Buch. Von 1953 an bis zu seiner Emeritierung hat Bielka an bedeutenden Positionen auf dem Campus gearbeitet. Heinz Bielka wurde 91 Jahre alt. Ein Nachruf.

Prof. Dr. Heinz Bielka, Stellvertretender Direktor des Zentralinstituts für Molekularbiologie, Leiter der Abteilung Zellbiologie, an seinem Schreibtisch (1985). Quelle: Sammlung Heinz Bielka © Sammlung Heinz Bielka

Professor Heinz Bielka ist am 1. Dezember 2020 in Berlin gestorben. Er gehörte zu den engagierten Förderern und Wegbegleitern des Max-Delbrück-Centrums für Molekulare Medizin in der Helmholtz-Gemeinschaft (MDC). „Heinz Bielka hat sich als Wissenschaftler und Wissenschaftshistoriker gleichermaßen verdient gemacht. Das MDC und der Campus Buch haben Bielka viel zu verdanken“, sagt der Wissenschaftliche Vorstand Professor Thomas Sommer (komm.).

Bielka, der kenntnisreiche Chronist, hat in zahlreichen Publikationen und Büchern die Zellbiologie und Krebsforschung geprägt und die Geschichte der medizinischen Forschung in Berlin-Buch festgehalten und so einem weiten Leserkreis zugänglich gemacht. „Das wissenschaftliche Werk und Vermächtnis von Heinz Bielka und seine Publikationen zur Geschichte von Berlin Buch sind unverzichtbar für jeden, der die Bedeutung der Wissenschaftsstadt Buch verstehen will. Das MDC und der Campus Berlin-Buch können auf dieser großen Tradition aufbauen und die Geschichte fortschreiben“, sagt Professor Detlev Ganten, der Gründungsdirektor des MDC. „Heinz Bielka war für uns am MDC und für viele auf dem Campus Buch Vorbild, Inspiration und ein guter Freund. Wir werden ihn vermissen.“

Pionier der Krebsforschung

Heinz Bielka lebte seit 1953 in Berlin. Als er sich als Student nach Berlin aufmachte, da ahnte er gewiss nicht, dass er hier in Berlin-Buch, den Platz seines Lebens finden würde: Einen Ort, an dem er wissenschaftlich glänzen und der ihn prägen sollte und den er selbst gestalten und verändern würde.  Heinz Bielka, damals 24 Jahre jung, war aufgewachsen bei Görlitz. Nach dem Krieg hatte er in Dresden und Leipzig studiert. Chemie, Biologie und Biochemie waren seine Fächer, wobei ihn auch andere Disziplinen reizten. Seit dem Krebstod der geliebten Großmutter war für Heinz Bielka klar: Er würde in die Krebsmedizin gehen. Deshalb zog es Bielka von Leipzig nach Buch, zu Professor Arnold Graffi, damals schon berühmter Krebsforscher. Bei ihm wollte er sein Diplom machen.

Graffi nahm ihn gerne auf, und für Bielka war es der Beginn eines erfolgreichen wissenschaftlichen Lebens. Binnen weniger Jahre wurde er ein einflussreicher Biologe: 1954 Diplom, 1956 Promotion in experimenteller Krebsforschung, 1961 Habilitation, daneben die Ernennung zu Graffis Stellvertreter. 1959 schrieben die beiden Männer bereits gemeinsam ein Standardwerk: „Probleme der Experimentellen Krebsforschung“. 1965 schließlich wurde Heinz Bielka Direktor des Bucher Akademieinstituts für Zellphysiologie, was er bis 1981 blieb. Von 1982 bis 1991 leitete Bielka als stellvertretender Direktor das Zentralinstitut für Molekularbiologie der Akademie der Wissenschaften der DDR. 1968 ernannte ihn die Humboldt-Universität zu Berlin außerdem zum Professor für Biochemie. Nach Mauerfall und Wiedervereinigung setzte Heinz Bielka seine Arbeit am neu gegründeten Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin fort.

International erstes Lehrbuch für Molekularbiologie

In all den Jahren arbeitete Heinz Bielka an seinem Thema, dem Krebs. Er untersuchte die Entstehung von Metastasen unter dem Einfluss von Steroidhormonen, die Wechselwirkung zwischen Energiestoffwechsel und Tumorwachstum sowie die Rolle von Viren bei der Entstehung von Krebs. Bielka verfasste bis zur Emeritierung mehr als 150 wissenschaftlichen Veröffentlichungen. Sein wichtigstes Werk war zweifellos das international erste Lehrbuch über die „Molekulare Biologie der Zelle“.

Heinz Bielka ist für seine Arbeiten oft geehrt worden: Rudolf-Virchow-Preis (1974), Nationalpreis der DDR (1979), Gerhard-Domagk-Preis (1993). Ab 1976 war Bielka korrespondierendes und ab 1978 ordentliches Mitglied der Akademie der Wissenschaften der DDR. 1996 verlieh ihm die Humboldt-Universität die Ehrendoktorwürde. Bielka war Mitglied der Deutschen Akademie der Naturforscher Leopoldina und der Berlin-Brandenburgischen Akademie der Wissenschaften.

Bucher Familie

Aus dem Studenten-Professoren-Verhältnis zwischen Graffi und Bielka war schnell Freundschaft geworden: Graffi und Bielka forschten, sie schrieben und sie musizierten zusammen – Graffi am Klavier, Bielka an der Geige. Buch und der Campus waren Bielkas Heimat geworden. Die Wissenschaftsgemeinschaft war „für uns eine große Familie“, erzählte Bielka einmal in einem langen Gespräch. Wie die meisten, die zu dieser Zeit auf dem Campus arbeiteten, wohnte Heinz Bielka in Buch. Abends traf man sich auf der Parkbank oder werkelte gemeinsam im Garten, man spielte Skat, feierte, tauschte sich aus, unternahm gemeinsame Ausflüge. Klinik und Forschung, die verschiedenen Disziplinen, Wohnort und Arbeitsplatz, Privates und Berufliches – all das war damals eng miteinander verwoben. Und Bielka war fester Teil des Netzes.

Eine Rolle mag gespielt haben, dass die Forscher der DDR durch den fehlenden internationalen Austausch, durch den chronischen Materialmangel und die Einschränkungen des freien wissenschaftlichen Arbeitens stärker aufeinander angewiesen waren. Bielka, Forscher mit Renommee, war zwar Reisekader, aber zur Partei gehörte er nach einer kurzen Anfangsphase und Austritt nach 1953 nicht mehr. Den großen Umbruch im Jahr 1989, die Nacht des Mauerfalls am 9. November, hat Heinz Bielka verschlafen, wie er selbst erzählt.

Bucher Geschichte und Geschichten

Am neu gegründeten MDC nahm Bielka ebenfalls Einfluss. Neben seiner Forschung ging es ihm um die Pflege der wissenschaftlichen Tradition. Er sorgte dafür, dass die Neuen auf dem Campus die Geschichte des Gesundheitsstandorts und die hier geleistete Forschung kennenlernten. Bielka war ein Chronist der Wissenschaftsgeschichte: Seine medizinhistorischen Bücher und literarischen Streifzüge („Die Medizinisch-Biologischen Institute Berlin-Buch – Beiträge zur Geschichte“, „Streifzüge durch die Orts- und Medizingeschichte von Berlin-Buch“ sowie „Siedlungs- und Kulturgeschichte von Berlin-Buch“), die er seit seiner Emeritierung im Jahr 1995 schrieb, zeugen von seiner Begeisterung für die Forschung und seiner Liebe zu Buch.

Und so überrascht es nicht, dass sich Bielka in den letzten Jahren prominent für die Sanierung der Schlosskirche in Buch eingesetzt hat. Der barocke Bau war im Krieg zerstört worden. Gemeinsam mit seiner Frau, der Pianistin und Professorin Galina Iwanzowa-Bielka und anderen engagierten Bürgerinnen und Bürgern hat er beispielsweise Benefizkonzerte im MDC-Kongresszentrum zugunsten des Turmaufbaus organisiert.

Text: Jutta Kramm

Quelle: Campus-News

Meilenstein für schonende Tierversuche

Neues Präklinisches Forschungszentrum am MDC

Hochsensible Ultraschall-Geräte, modernste Magnetresonanz-Tomographen, keimfreie Klimakammern: Das Preclinical Research Center des MDC schafft die besten Bedingungen dafür, wissenschaftlich notwendige Tierversuche in der Gesundheitsforschung so schonend wie möglich zu machen und zu reduzieren.

Die roten Glasscheiben der mannhohen Edelstahlschränke verraten nicht gleich, was sich dahinter verbirgt. Erst auf den zweiten Blick sind Mauskäfige erkennbar. Hier reckt sich ein Tier zum Futter, dort dreht sich ein Laufrad, eine andere Maus huscht nach hinten in eine rote Röhre. Dabei werden die Tiere automatisch bis ins kleinste Detail überwacht. Denn die Röhre ist gleichzeitig eine Waage, jede Umdrehung des Laufrades wird aufgezeichnet, der Futterspender dokumentiert, wie viel die Maus wann gefressen hat. Lichtschranken aus Infrarotlicht machen jede Bewegung später nachvollziehbar.

Für die Maus ändert sich in den Klimakammern des Phenomasters – so heißt das neue Gerät am MDC – im Vergleich ihrer gewohnten Umgebung im Heimatkäfig fast nichts. Die Luft ist 22 Grad Celsius warm, die Luftfeuchtigkeit liegt bei etwa 55 Prozent, das Licht geht automatisch an und aus und imitiert damit den Tag-Nacht-Rhythmus. Aber Sensoren sammeln unentwegt Daten über das Tier. Aus der Analyse der Atemluft können Forscher*innen Rückschlüsse auf den Kalorienumsatz der Maus und somit auf ihren Metabolismus ziehen. Atmet sie nach wie vor kleinste Mengen Azeton aus? Das wäre ein Hinweis darauf, ob ein neuer Wirkstoff gegen Diabetes wirklich hilft.

„Am MDC wollen wir neue Therapien für kranke Menschen finden, die Ärztinnen und Ärzte bisher nicht gut behandeln können“, sagt Professor Thomas Sommer, Wissenschaftlicher Vorstand (komm.) des Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin in der Helmholtz-Gemeinschaft (MDC). Dabei helfen Künstliche Intelligenz, neueste Sequenzierverfahren und Organoide, Proben von Patient*innen und Zellkultursysteme. „Aber so lässt sich kein vollständiger Organismus simulieren. Auf absehbare Zeit können wir nicht auf Tierversuche verzichten. Umso wichtiger ist es, ständig zu hinterfragen, wie wir die Versuche noch schonender und aussagekräftiger konzipieren können.“

Optimale Bedingungen

Mit dem Präklinischen Forschungszentrum – oder Preclinical Research Center (PRC) – nimmt das MDC 2020 ein Laborgebäude in Betrieb, das die besten Bedingungen dafür schafft. Ganz im Sinne des 3R-Prinzips. 3R steht für Reduce, Refine und Replace – deutsch: verringern, verbessern, vermeiden. Diesem ethischen Grundsatz sind alle Teams am MDC verpflichtet, und sie arbeiten stets daran, die 3R weiterzuentwickeln. Die Regel dahinter lässt sich mit einer einfachen Formel auf den Punkt bringen: Nur wenn es keine alternativen Methoden gibt, um zu dem erstrebten wissenschaftlichen Fortschritt zu kommen, darf ein Tierversuch überhaupt stattfinden. Und auch dann dürfen Wissenschaftler*innen nur ein Minimum an Tieren einsetzen, und sie müssen die Versuche müssen so schonend wie möglich gestalten.

„Ein optimaler Tierversuch ist für mich, wenn das Tier von der Untersuchung überhaupt nichts bemerkt“, sagt Dr. Arnd Heuser, der das neue Haus und die Technologieplattform „Animal Phenotyping“ leitet. „Ein hohes Tierwohl und möglichst stressfreie Untersuchungsbedingungen sind entscheidende Faktoren für hochqualtitative wissenschaftliche Erkenntnisse.“ Die Zahl der Versuchstiere am MDC wird sich trotz des Neubaus nicht erhöhen.

Ein Kubus aus Holz und Glas

Nach etwa vier Jahren Bauzeit erhebt sich ein Kubus aus Holz, Glas und Beton am südöstlichen Campusrand, gut 24 Millionen Euro netto hat er gekostet. In seinem Inneren befindet sich ein von Keimen abgeschirmter Kern. Hier, in mehreren Räumen an einem zentralen Versorgungsflur, werden die Mäuse und Ratten gehalten, die die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler am MDC für ihre Versuche benötigen. Ringsherum gruppieren sich die Labore.

In-Vivo-Pathophysiologie-Laborgebaeude auf dem Max-Delbrueck-Campus
Foto: Pablo Castagnola/dreiplus.berlin

Ein Team von Tierpflegerinnen und Tierpflegern betreut die Tiere 365 Tage im Jahr und wacht über die Reinheit des Bereichs. Alles, was hineinkommt, wird aufs Gründlichste desinfiziert – Käfige genauso wie Kugelschreiber und Papier. „Tierpflegerinnen und Tierpfleger tragen autoklavierte Schutzkleidung und stellen sich vor Betreten in eine Luftdusche, die Keime, Staub und Pollen abbläst“, sagt Dr. Claudia Gösele, die am PRC die Experimentelle Tierhaltung leitet und für das Wohlergehen der Tiere zuständig ist.

In der Dampfzentrale des neuen Hauses atmet, dröhnt und zischt es unterdessen wie im Bauch eines großen Schiffes. „Der Dampf wird zum Sterilisieren von Futter und Streu benötigt und um die Luft so zu befeuchten, dass sie für die Tiere optimal ist“, sagt Achim Maier, der das Neubauprojekt für das MDC seit Beginn der Planungen 2010 geleitet hat. Im Nebenraum steht eine rot-blaue Kältemaschine. „Die sorgt dafür, dass die Temperatur im Gebäude gleichbleibt.“ 22 Grad Celsius sollen es sein, im Sommer wie im Winter. Die großen raumlufttechnischen Anlagen in der Technikzentrale saugen die Außenluft an und reinigen sie über drei Filterstufen. Höchstens zehn Partikel Staub dürfen pro Kubikmeter Luft vorkommen. Reinraumqualität für die Tierhaltung.

Nach und nach kamen Technik und Tiere an

Gösele hebt einen transparenten Käfig aus einem Regal und prüft gemeinsam mit einer Tierpflegerin den Zustand der Mäuse, die zu viert im Einstreu umherwuseln. Eine Trinkflasche hängt von oben herab, Futter füllt die Raufe, ein rotes Häuschen in einer Käfigecke bietet Raum zum Verstecken. „Erfahrene Tierpfleger erkennen sofort, wie es den Mäusen geht“, sagt Gösele. „Diese vier hier haben sich ein schönes geschlossenes Nest aus Hanf gebaut, das ist ein Zeichen für Wohlbefinden.“

Claudia Gösele
Tierschutzbeauftragte und Leiterin Experimentelle Tierhaltung des Praeklinischen Forschungszentrums
Foto: Pablo Castagnola/dreiplus.berlin

“Jetzt müssen die Forschenden zu den Mäusen kommen und nicht umgekehrt.”

Als Tierschutzbeauftragte schreibt Gösele, wie ihre fünf Kolleginnen am MDC, Stellungnahmen zu jedem geplanten Tierversuch, bevor dieser beim Berliner Landesamt für Gesundheit und Soziales eingereicht und in Zusammenarbeit mit einer unabhängigen Tierversuchskommission intensiv geprüft wird. Erst wenn die Genehmigung erteilt ist, darf ein Tierversuch beginnen. Die Tierschutzbeauftragte überwacht die korrekte Durchführung, macht regelmäßig unangemeldete Kontrollbesuche in den Laboren. „Für das MDC hat Tierschutz und Tierwohl oberste Priorität“, sagt sie.

Während Claudia Gösele und ihr Team nach und nach die Ankunft der Mäuse und Ratten im PRC organisiert haben, hat Arnd Heuser gemeinsam mit seiner Gruppe die Labore mit neuester Technik ausgestattet. Geräte, die zuvor auf mehrere Gebäude auf dem Forschungscampus verteilt waren, stehen allen Wissenschaftlern und Wissenschaftlerinnen zentral zur Verfügung. „Jetzt müssen die Forschenden zu den Mäusen kommen und nicht umgekehrt“, sagt Gösele. „Das reduziert den Stress für die Tiere erheblich, weil sie nicht mehr zwischen den Häusern transportiert werden und jetzt ständig in der gleichen ruhigen und reinen Umgebung bleiben können.“

Dazu kommen Verfahren und Technologien, die es vorher am MDC nicht gab, wie ein Zweiphotonenmikroskop und Aufbauten für neurowissenschaftliche Verhaltensexperimente. Viele Untersuchungsmethoden kennen Patient*innen aus der Klinik. Ultraschall gehört dazu oder die Klinische Chemie, wo Urinproben, Serum oder Blutplasma analysiert werden. Ein Magnetresonanztomograph (MRT), der eigens für das neue Gebäude angeschafft wurde, erlaubt es, Tiere ohne jegliche Strahlenbelastung zu durchleuchten. Die zeitliche Auflösung ist dabei so hoch, dass das Gerät das schlagende Herz abbilden kann. Die Maus wird dafür nur betäubt, das Tier wuselt anschließend nach wenigen Minuten auf einer gewärmten Plattform wieder umher.

Wie ein Wurzelballen

Arnd Heuser sitzt an seinem neuen Schreibtisch. Hinter großen Scheiben liegt ein gelbrot gefärbter Herbstwald, auf seinem Bildschirm ist das dreidimensionale Modell eines Rattenherzens zu sehen, schwarzweiß, mit Gefäßen, die wie ein verästelter Wurzelballen daliegen. „Das ist eine Aufnahme aus unserem neuen Mikro-Computertomographen. die Auflösung ist so hoch, dass man sehr kleine Gefäße und ihre Verzweigungen am Herzen vermessen kann“, sagt Heuser.

Die Forschungsgruppe, für die das Team um Arnd Heuser die Bilder angefertigt hat, sucht nach den Ursachen einer gefährlichen Bluthochdruckerkrankung, die während der Schwangerschaft auftreten kann, der Präeklampsie. Eine von zehn schwangeren Frauen leidet an dieser Krankheit, übliche Medikamente gegen Bluthochdruck helfen ihnen nicht. Die Folgen: viel zu frühe Geburten und ein bis zu vierfach erhöhtes Risiko für die Mütter, nach der Schwangerschaft eine Herzkreislauferkrankung zu entwickeln. Die Forscher*innen untersuchen an genetisch veränderten Ratten, wie die Schwangerschaftskomplikation die Herzgefäße verändert.

In das Organ wird Kontrastmittel injiziert und acht Stunden lang im Mikro-CT mithilfe von Röntgenstrahlen von allen Seiten abgelichtet. Eine Wissenschaftlerin setzt die hochaufgelösten Bilder des Scans schließlich zu einer 3D-Rekonstruktion zusammen, der Blick ins Innere des Organs ist komplett. Das ist zwar aufwändig. Doch das langfristige Ziel ist, eine geeignete Therapie für betroffene Frauen zu entwickeln und Leben zu retten.

Ein Meilenstein für die 3R-Strategie des MDC

Auf dem Monitor von Arnd Heuser erscheint noch ein schwarzweißes Video, dieses Mal wirkt es auf den Laien deutlich verschwommener: Ein Rattenherz schlägt gleichmäßig. Es ist eine extrem verlangsamte Aufnahme aus einem Hochfrequenz-Ultraschallgerät, an der Heuser abliest, wie gut der Herzmuskel des Tieres arbeitet. Diese Untersuchung ist nicht-invasiv, sie erfolgt also rein äußerlich. Die Brust der betäubten Ratte wird dafür mit Gel bestrichen und mit einem Ultraschallkopf abgetastet, wie Patient*innen es von Arztbesuchen kennen.

Arnd Heuser, Leiter des Praeklinischen Forschungszentrums
Foto: Pablo Castagnola/dreiplus.berlin

Heuser ist sich sicher, dass Experimente wie diese nötig sind, um die Mechanismen von Krankheiten zu verstehen. „Es geht vor allem darum, in Zukunft Patientenleid zu verringern“, sagt er. Wie andere Forschungseinrichtungen arbeite das MDC intensiv daran, mehr Alternativmethoden zu nutzen und neue zu entwickeln. Doch viele haben derzeit Limitationen. „In der Zwischenzeit ist das PRC ein wichtiger Meilenstein für die 3R-Strategie des MDC.“

Text: Mirco Lomoth / Mitarbeit: Jana Schlütter

MDC, Campus Buch

 

Das MDC auf der Berlin Science Week

Gemeinsame Pressemitteilung der Berlin Science Week/Falling Walls und der Senatskanzlei – Wissenschaft und Forschung

Michael Müller, Regierender Bürgermeister von Berlin und Senator für Wissenschaft und Forschung: „Wenn die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Welt nicht nach Berlin kommen können, dann kommt die Berlin Science Week dieses Jahr eben zu ihnen – und zu den Berlinerinnen und Berlinern nach Hause.“

Hier lesen Sie die gesamte PM

 

Organoide, Open Science und Reality TV im Labor –
Das MDC auf der Berlin Science Week

Wenn Virusforscher ins Reality-TV gehen, wenn Biologinnen vom Leben ohne Krankheit träumen, wenn Forschende und Laien über Organoide vs. Tierversuche sprechen und Biomediziner*innen über die Chancen von KI diskutieren – dann ist Berlin Science Week. Das MDC lädt dieses Mal zu virtuellen Events.

Wissenschaft braucht das Vertrauen der Gesellschaft und lebt vom Dialog. Das hat sich in diesem Jahr besonders deutlich gezeigt. „Für uns ist die Berlin Science Week eine ausgezeichnete Gelegenheit zum gesellschaftlichen Austausch“, sagt Professor Thomas Sommer Wissenschaftlicher Vorstand (komm.) des Max Delbrück-Centrums für Molekulare Medizin in der Helmholtz-Gemeinschaft (MDC). „Unsere Forscherinnen und Forscher zeigen ihre Arbeit und wollen mit einem vielfältigen Publikum in Berlin und anderswo in der Welt in Kontakt kommen. Wir möchten inspirieren und inspiriert werden. Wir möchten herausfordern und uns Fragen stellen lassen. Für uns ist das Festival eine Chance, herausfinden, was andere, die Bevölkerung oder auch die Politik, von uns erwarten. Mit der Science Week präsentiert sich Berlin als innovative, vibrierende und weltoffene Metropole. Und die Gesundheitsforschung spielt dabei eine wichtige Rolle. Auch das möchten wir zeigen“, sagt Sommer bei der Vorstellung des Programms seines Forschungszentrums. „Wir wollen dazu anregen, die Arbeits- und Denkweise von Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern besser zu verstehen und zu überlegen, wie sich zum Beispiel unsere biomedizinische Grundlagenforschung in Zukunft auswirken könnte. Wir freuen uns darauf!“

Das MDC bietet vom 1. bis zum 10. November fast jeden Tag Events für unterschiedliche Interessengruppen. Fast alle Veranstaltungen sind digital und bieten Möglichkeiten zur Interaktion.

Das Programm des MDC im Überblick

 

Wie viel Homeoffice verträgt die Wissenschaft?

Die Krise als Chance – Forscher*innen diskutieren über Risiken und Chancen neuer Arbeitsweisen in der Wissenschaft.

Die Pandemie ist für alle eine Ausnahmesituation. Labore waren vorübergehend im Notbetrieb, Kitas und Schulen müssen mitunter schließen, viele Arbeiten sind ins Homeoffice verlagert. Doch wieviel Distanz verträgt die Wissenschaft, die vom ständigen Austausch lebt? Die Gründungskoordinator*innen von BR 50, einem Zusammenschluss der außeruniversitären Forschungsinstitutionen in Berlin, laden ein zu einer ersten Bilanz: Was hat gut funktioniert hat und was nicht, was möchten Forscher*innen auch für die Zukunft bewahren und welche Bedingungen sind vor allem für junge Forscher*innen problematisch?

Mit:  Professorin, Dr. h.c., Ph.D. Jutta Allmendinger (Präsidentin des Wissenschaftszentrum Berlin für Sozialforschung (WZB); Professor Thomas Sommer (Wissenschaftlicher Vorstand (komm.) des MDC); Professor Michael Hintermüller (Direktor des Weierstraß-Institut für Angewandte Analysis und Stochastik, Leibniz-Institut im Forschungsverbund Berlin e.V.); Professor Ulrich Panne (Präsident der Bundesanstalt für Materialforschung und-prüfung (BAM)

Eine Veranstaltung von BR50, Zusammenschluss der außeruniversitären Forschungsinstitutionen in Berlin

2. November, 17 bis 18:30 Uhr. Virtuell

Künstliche Intelligenz, Organoide, Tiermodelle – Neue Konzepte in der Biomedizin

Was sind die vielversprechendsten Wege, Therapien für Patient*innen zu entwickeln? Unsere Expert*innen berichten, beantworten Fragen und stellen das neue Präklinische Forschungszentrum des MDC vor.

Es gibt mehr als einen Weg, neue Therapien für Patientinnen und Patienten zu entwickeln. Hier präsentieren und diskutieren wir Beispiele aus der MDC-Forschung, die verschiedene Strategien und Technologien kombinieren –  von Künstlicher Intelligenz (KI) und Omics-Technologien über Organoide und menschliche Gewebeproben bis hin zu Tiermodellen, den 3R-Prinzipien und klinischer Forschung. Und wir stellen vor, was unser neues Präklinisches Forschungszentrum (PRC) damit zu tun hat.

Unsere Expertinnen und Experten berichten und beantworten Ihre Fragen im Chat.

Mit: Professor Thomas Sommer (Wissenschaftlicher Vorstand (komm.) des MDC); Professor Michael Gotthardt (Leiter der Arbeitsgruppe „Neuromuskuläre und kardiovaskuläre Zellbiologie“ am MDC); Dr. Uta Höpken (Leiterin der Arbeitsgruppe „Mikroumgebung als Regulator bei Autoimmunität und Krebs“ am MDC); Dr. Agnieszka Rybak-Wolf (Leiterin der Organoid-Plattform am MDC); Dr. Claudia Gösele (Tierschutzbeauftragte, Leiterin Tierhaltung des Präklinischen Forschungszentrums am MDC); Dr. Arnd Heuser (Leitung der MDC- Tierphänotypisierungsplattform am MDC)

3. November von 18 bis 20 Uhr. Virtuell

Anmeldung

„Open Science“-Café

Ein Nachmittag, an dem man häppchenweise etwas über Open Science erfahren kann.

 

Haben Sie schon mal etwas von Open Science gehört und sich gefragt, was das eigentlich ist? Oder gibt es ein Open-Science-Thema, über das Sie gerne mehr wüssten? Kommen Sie in unser Online-Café zu Open Science und erleben Sie einen Nachmittag voller kleiner Veranstaltungen. Fünf Stunden lang servieren wir Ihnen eine Serie von zwanzigminütigen Kurzvorträgen und Aktivitäten zu Open Science. Trinken Sie einen Kaffee, während Sie einen kurzen Wissens-Snack darüber erhalten, wie man verschiedene Aspekte von Forschung transparenter, zugänglicher und verständlicher für alle
machen kann. Oder Sie bleiben gleich den ganzen Nachmittag und werden so Experte für Open Sciene.

Mit: Mit Dr. Luiza Bengtsson, Emma Harris und Zoe Ingram. Die Open-Science-Mikro-Lektionen bieten die Absolvent*innen des Train-the-Trainer-Kurses des ORION-Open-Science-Projekts an, der am MDC  stattfindet.

4. November, 14 bis 19 Uhr. Virtuell

LifeTime und eine Zukunft ohne Krankheit

Eine mutige Reise in eine Zukunft ohne Krankheiten. LifeTime-Initiative und The Future Game 2050 laden zu einer virtuellen Live-Performance ein.

 

Ist eine Zukunft ohne Krankheiten möglich? In einer virtuellen Live-Performance ergründen wir, wie unser Leben in einer Welt aussehen würde, in der die Ziele der LifeTime-Initiative erfolgreich umgesetzt wurden. LifeTime und The Future Game 2050 fordern die Teilnehmer*innen auf, ihre eigenen Zukunftsszenarien zu entwerfen und laden zu einer mutigen Reise ein, eine Zukunft ohne Krankheiten wahr werden zu lassen. Das Erlebnis wird von Interviews mit Expert*innen begleitet, die dieses Zukunftsszenario aus verschiedenen Blickwinkeln betrachten.

Mit: Professor Nikolaus Rajewsky (Direktor des Berliner Instituts für Medizinische Systembiologie des MDC (BIMSB) und  Dr. Agnieszka Rybak-Wolf (Leiterin Organoid-Plattform am MDC); Dr. Emanuel Wyler (Molekularbiologe am MDC); Friederike Riemer (Mitbegründerin von „The Future Game 2050“); Felix M. Wieduwilt (Mitbegründer von „The Future Game 2050“)

5. November, 16 bis 17:30. Virtuell

Reality-TV – ein Tag im biomedizinischen Labor

Wir bieten einen ungeschminkten Einblick in unsere Labore: einen Tag lang Wissenschaft, Spaß und spannende Menschen erleben.

Wir streamen einen ganzen Tag lang das ganz normale Leben in unseren Laboren. MDC-Wissenschaftler*innen erklären, was sie gerade machen, wie und warum. Sie können ihnen über die Schulter schauen, während die Forscher*innen experimentieren. Das Publikum kann Fragen stellen, die wir entweder live oder in einer der Q&A-Kaffeepausen beantworten, egal ob es um unsere Forschung oder um Ausbildung und Karrierewege in der Wissenschaft geht. Zwischendurch gibt es Live- Musik und TikToks und vieles mehr – eben das ganze normale Leben in einem biomedizinischen Labor!

Mit Dr. Emanuel Wyler (Postdoktorand am MDC); Janita Mintcheva (Doktorandin am MDC), Anika Neuschulz (Doktorandin am MDC); Nora Fresmann (Doktorandin am MDC); Dr. Andreas Ofenbauer (Postdoktorand am MDC); Jonas Peters (Doktorand am MDC); Marco Uhrig (Doktorand am MDC); Karla Hajman (Musikerin, Satirikerin, Science Slammerin); Dr. Luiza Bengtsson (Public Engagement und Wissenstransfer am MDC)

In Kooperation mit Wissenschaft im Dialog
6. November, 9 bis 18 Uhr. Virtuell

Neue Wege in der Biomedizin: SARS-CoV-2-Forschung

Welche Zellveränderungen entstehen durch die SARS-CoV-2-Infektion und wie wirken sich diese auf den Krankheitsverlauf aus?

Das Virus SARS-CoV-2 beschäftigt derzeit die ganze Welt und beeinflusst unseren Alltag. Auch in Berlin läuft die Forschung auf Hochtouren. Der MDC-Wissenschaftler Dr. Emanuel Wyler untersucht die Veränderungen in verschiedenen Zellen und Organoiden bei einer Infektion. Hierbei wird die Frage geklärt: Welche Veränderungen finden in infizierten Zellen statt und wie entstehen daraus schwere oder milde Krankheitsverläufe? Die Veränderungen in einer infizierten Zelle können von Zelltyp zu Zelltyp unterschiedlich sein. Die untersuchten Modelle sind zum Beispiel Lungenstücke, verschiedene Organoide und unterschiedliche Zelllinien.

Mit: Dr. Emanuel Wyler

9. November, 16 bis 18 Uhr
Ort: Zeiss-Großplanetarium, Prenzlauer Allee 80
10405 Berlin

Vorlesesungsreihe des Gläsernen Labors
Anmeldung erforderlich: 
info@planetarium.berlin

Organoide des menschlichen Gehirns alias „Mini-Gehirne“ als Werkzeuge zur Erforschung von Krankheiten des Nervensystems

Labor trifft Lehrer virtuell: In dieser Fortbildung erleben Sie den neuesten Stand der Wissenschaft und können sich über Trends in der Life-Science-Forschung informieren.

Organoide sind 3D-Kulturen aus Stammzellen, welche die zelluläre Komplexität und Funktionalität menschlicher Organe „in vitro“ abbilden. Organoide ermöglichen Forscher*innen tiefere Einblicke in die entscheidenden zellulären Prozesse bei der Gewebe- und Organbildung sowie in pathologischen Prozessen. Da das menschliche Gehirn einzigartig ist und selbst Primatenmodelle die Ausbildung neurologischer Erkrankungen des menschlichen Gehirns nicht genau darstellen, ist die Entwicklung der „Mini-Gehirne“ ein entscheidender Durchbruch. In diesem Kurs möchten wir Ihnen die Grundlagen der Mini-Gehirne, ihre Anwendung sowie die Limitationen vorstellen. Die Fortbildung für Lehrer*innen findet in der Arbeitsgruppe von Professor Nikolaus Rajewsky (Systembiologie von genregulatorischen Elementen) statt.

Mit: Dr. Agnieszka Rybak-Wolf (Leiterin der Organoid-Plattform am MDC); Miriam Wandres (Doktorandin am MDC); Dr. Anna Löwa (Postdoktorandin am MDC); Dr. Luiza Bengtsson (wissenschaftliche Leitung „Labor trifft Lehrer”)

11. November, 16 bis 17:30 Uhr
Anmeldung

Weiterführende Informationen

Das vollständige Programm des MDC bei der Berlin Science Week

Berlin Science Week

Mit zellbasierter Medizin Krankheiten abfangen und die Gesundheitsversorgung in Europa verbessern

Mit zellbasierter Medizin Krankheiten abfangen und die Gesundheitsversorgung in Europa verbessern 

Hunderte Innovatoren, Pioniere aus Forschung, Klinik und Industrie sowie politische Entscheidungsträger*innen aus ganz Europa verbindet eine gemeinsame Vision, mit der sie die Gesundheitsversorgung verbessern wollen. In zwei Veröffentlichungen – einer Perspektive in der Zeitschrift Nature und der LifeTime Strategic Research Agenda (SRA) – präsentieren sie nun eine detaillierte Roadmap. Sie beschreibt, wie man neueste wissenschaftliche Durchbrüche und Technologien bereits innerhalb der nächsten zehn Jahre nutzen kann, um menschliche Zellen ein Leben lang zu verfolgen, ihren Zustand zu verstehen und kranke Zellen gezielt zu behandeln.

Die LifeTime-Initiative, die das Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin in der Helmholtz-Gemeinschaft (MDC) in Berlin gemeinsam mit dem Institut Curie in Paris koordiniert wird, hat eine Strategie entwickelt, um die maßgeschneiderte Behandlung in fünf großen Krankheitsfeldern voranzubringen: Krebs, neurologische, infektiöse und chronisch-entzündliche Krankheiten sowie Herz-Kreislauf-Erkrankungen. Das Ziel ist eine neue personalisierte Medizin in ganz Europa, die Abweichungen in einzelnen Zellen erkennt und eingreift, bevor Symptome entstehen, die Krankheit also abfängt („interceptive medicine“). Sie hat das Potenzial, die Therapieergebnisse zu verbessern und die Behandlung kostengünstiger zu gestalten. Sie wird außerdem grundlegend verändern, wie eine Patientin oder ein Patient die Gesundheitsversorgung erlebt.

Krankheiten früh erkennen und effektiver behandeln

Um einen funktionierenden, gesunden Körper zu bilden, folgen unsere Zellen bestimmten Entwicklungspfaden, auf denen sie bestimmte Rollen im Gewebe und in Organen übernehmen. Weichen sie jedoch vom gesunden Pfad ab, verändern sich die Zellen allmählich immer mehr. Diese Veränderungen bleiben oft unentdeckt, bis Symptome auftreten. Zu diesem Zeitpunkt der Erkrankung ist eine medizinische Behandlung jedoch oft invasiv, teuer und ineffizient. Es gibt allerdings Technologien, die die molekulare Zusammensetzung einzelner Zellen abbilden und mit denen man das Auftreten einer Krankheit oder einer Therapieresistenz deutlich früher erkennen kann.


Image showing sections of cerebral brain organoids derived from pluripotent stem cells.
© Agnieszka Rybak-Wolf, MDC/LifeTime

Das Bild zeigt Abschnitte von zerebralen Gehirnorganoiden,
die aus pluripotenten Stammzellen stammen.

 

Wenn wir bahnbrechende Einzelzell- und Bildgebungsmethoden kombiniert mit künstlicher Intelligenz und personalisierten Krankheitsmodellen nutzen, können wir nicht nur den Ausbruch einer Krankheit früher vorhersagen, sondern auch die wirksamste Therapie für jede Patientin oder jeden Patienten auswählen. Der Fokus liegt dabei auf den krankheitsauslösenden Zellen, um den Verlauf einer Krankheit rechtzeitig zu unterbrechen, bevor irreparable Schäden auftreten. Das wird die Prognose für viele Patientinnen und Patienten erheblich verbessern; in Europa können so potenziell krankheitsbedingte Kosten in Milliardenhöhe eingespart werden.

Ein detaillierter Fahrplan, damit die Vision der LifeTime-Initiative Wirklichkeit wird

Der Nature-Artikel „LifeTime and improving European healthcare through cell-based interceptive medicine“ und die „LifeTime Strategic Research Agenda“ (SRA) erläutern, wie diese Technologien rasch gemeinsam entwickelt, in die klinische Praxis überführt und auf die fünf wichtigsten Krankheitsbilder angewendet werden sollten. Eine enge Zusammenarbeit zwischen europäischen Infrastruktur- und Forschungseinrichtungen, Kliniken und der Industrie ist unerlässlich, um im Rahmen der LifeTime-Initiative große Mengen an medizinischen Daten über die Grenzen Europas hinweg zu generieren, auszutauschen und zu analysieren. Die Initiative befürwortet eine ethisch verantwortungsvolle Forschung zum Nutzen der Bürgerinnen und Bürger in ganz Europa.  

Für Professor Nikolaus Rajewsky, wissenschaftlicher Direktor des Berliner Instituts für Medizinische Systembiologie (BIMSB) am Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin und Koordinator der LifeTime-Initiative, ist genau dieser Ansatz der Weg in die Zukunft: „LifeTime hat Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler verschiedenster Fachrichtungen zusammengebracht – von Expertinnen und Experten aus der Biologie über die Datenwissenschaft und Ingenieurskunst bis hin zu Mathematik und Physik – um die molekularen Mechanismen besser zu verstehen, die für Gesundheit und Krankheit verantwortlich sind. Mithilfe der zellbasierten Medizin können Ärztinnen und Ärzte in Zukunft Krankheiten früher diagnostizieren und ihren Verlauf unterbrechen, noch bevor irreparable Schäden entstehen. LifeTime bietet das einzigartige Leistungsversprechen, die Gesundheit der Patientinnen und Patienten Europa zu verbessern.“ 

Dr. Geneviève Almouzni, Forschungsdirektorin am französischen CNRS, Ehrendirektorin des Forschungszentrums am Institut Curie in Paris und Kokoordinatorin der LifeTime-Initiative, ist davon überzeugt, dass LifeTime große soziale und wirtschaftliche Auswirkungen haben wird: „Durch eine zellbasierte Medizin, die Krankheiten aufspürt und abfängt, können wir die Behandlung zahlreicher Erkrankungen erheblich verbessern. Patientinnen und Patienten in aller Welt können so ein längeres und gesünderes Leben führen. Auch die wirtschaftlichen Auswirkungen dürften erheblich sein, wenn allein durch eine effektivere Krebsbehandlung Milliarden von Euro eingespart würden und die Behandlungsdauer intensivpflichtiger COVID-19-Patient*innen erheblich verkürzt würde. Wir hoffen, dass die Staats- und Regierungschefinnen und -chefs der EU erkennen, dass wir jetzt in die notwendige Forschung investieren müssen.“

Quelle: PM MDC vom 07. 09. 2020

Weiterführende Informationen

Die LifeTime-Initiative

Fokusbereich Single Cell-Technologien für die personalisierte Medizin am MDC und BIH

Einzelzellbiologie am MDC

 

Literatur

 

Neuer PI stärkt Austausch zwischen MDC und Charité

Das MDC begrüßt einen neuen Gast: Dr. Michael Sigal, klinischer Wissenschaftler und Arzt an der Charité – Universitätsmedizin Berlin, untersucht, welchen Einfluss Stammzellen auf Magen-Darm-Erkrankungen und Krebs haben. Am MDC möchte er die Darmwand auf Einzelzellebene erforschen.

Schon als Medizinstudent war Dr. Michael Sigal begeistert von den Mechanismen des menschlichen Körpers, die ihn so präzise regulieren wie eine perfekt eingestellte Maschine.

„Ich wollte nicht nur Arzt sein, der Patientinnen und Patienten behandelt“, erinnert sich Sigal, der heute als Oberarzt an der Charité mit Schwerpunkt Gastroenterologie arbeitet. „Schon immer wollte ich verstehen, wie die Dinge funktionieren und welche Mechanismen sie beeinträchtigen.“

Sigal startet die Nachwuchsgruppe „Gastrointestinale Barriere, Regeneration und Karzinogenese“ am Berliner Institut für Medizinische Systembiologie (BIMSB), das zum Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin in der Helmholtz-Gemeinschaft (MDC) gehört. Die Stelle an der Charité behält er bei, in den Laboren des MDC wird Sigal als Gast-Wissenschaftler eng mit den MDC-Teams zusammenarbeiten.

Meister der Regeneration: das Epithel

Sigal untersucht das Epithel des Gastrointestinaltrakts (GI): Zellen, die Magen und Darm auskleiden und eine wichtige Barriere zwischen unserem Körper und der Außenwelt bilden. „Das Darmepithel hat eine unglaubliche Regenerationsfähigkeit“, sagt Sigal. „Jede Woche werden etwa 300 Gramm Epithelzellen ausgeschieden und von den Stammzellen ersetzt. Das ist die höchste Umsatzrate aller Gewebe im menschlichen Körper.“

Ihn interessiert besonders, wie dieser Regenerationsprozess funktioniert. Wie kann das Zusammenspiel zwischen normalem Mikrobiom und infektiösen Bakterien zur Regeneration beitragen, diesen Prozess stören und letztlich entzündliche Darmerkrankungen und Krebs auslösen? „Jede gastrointestinale Erkrankung des Magens und des Darms ist auch eine Erkrankung des Epithels“, sagt Sigal.

Einige überraschende Ergebnisse hat er bereits gefunden.

Querschnitt durch die Magenschleimhaut (Mausmodell): Helicobacter-pylori-Bakterien (grün) besiedeln die Vertiefungen der Magendrüsen. Die Kerne der Schleimhautzellen sind blau, ihr Zellskelett rot angefärbt.
© Michael Sigal, Charité

Während eines zweijährigen Forschungsaufenthaltes an der Stanford University erforschte er das Bakterium Helicobacter pylori, das etwa 50 Prozent aller Menschen weltweit im Magen tragen. Er und seine Kolleg*innen entdeckten, dass diese Bakterien direkt mit den epithelialen Stammzellen des Magens interagieren. Das kann zur Fehlregulation dieser Zellen und schließlich zur Entwicklung von Magenerkrankungen führen.

Arzt und Wissenschaftler

Als „Clinician Scientist“, bis vor kurzem im Rahmen eines dreijährigen Programms des BIH und Charité gefördert, teilt Sigal seine Arbeitszeit zwischen Klinik und Grundlagenforschung auf. Er betrachtet diese doppelte Perspektive als klaren Vorteil für beide Bereiche. Als Arzt sieht er umgehend, welche Herausforderungen es zu bewältigen gilt. „In der Klinik gibt es so vieles, was wir nicht genau verstehen“, sagt er. „Warum treten Krankheiten auf? Warum sprechen manche Patientinnen und Patienten auf Medikamente an, andere dagegen nicht?“ Als qualifizierter Wissenschaftler bringt er diese Fragen ins Labor. Die Erkenntnisse aus der Grundlagenforschung können im Idealfall zu einer neuen wirksameren Behandlung der Patient*innen führen.

Eine wichtige Verbindung

Im Jahr 2019 erhielt Sigal im Emmy Noether-Programm der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG ) Fördermittel für die eigenverantwortliche Leitung einer Nachwuchsgruppe. Der offizielle Arbeitsplatz der Gruppe ist die Charité, doch er und sein sechsköpfiges Team nutzen ab jetzt auch Laborräume im BIMSB des MDC – direkt gegenüber der Charité in Berlin-Mitte.

Nun will er seine Arbeit auf einer neuen Ebene fortführen. Am BIMSB will er erforschen, wie Zellen miteinander kommunizieren. Er profitiert dabei von der Ausstattung und dem Know-how zu Einzelzellanalysen und zellulärer Kommunikation, die in räumlicher Auflösung untersucht werden kann, sowie von einzigartiger Expertise in der Bioinformatik. „So gewinnen wir viel tiefere Einblicke in die Funktionsweise des Epithels“, sagt Sigal. „Das BIMSB ist der ideale Ort hierfür, denn viele Gruppen dort befassen sich mit der Zellregulation. Sie setzen Werkzeuge ein, die eine Auflösung der Vorgänge auf Einzelzellebene erlauben, die bisher so nicht möglich war und nur an wenigen Orten weltweit auf einem so hohen Niveau praktiziert wird.”

Sigal hofft, dass die Erforschung des Magen-Darm-Epithels und seine klinische Perspektive auch für andere Teams am MDC von Interesse und Nutzen sein werden. So ist der Gastrointestinaltrakt beispielsweise gut dafür geeignet, die Entstehung von Krankheiten zu untersuchen, lange bevor sie sich zu einem späteren Zeitpunkt zu Krebs entwickeln. „Ich denke, wir können viel voneinander lernen“, sagt er und fügt hinzu: „Wahre Innovationen entstehen durch interdisziplinäre Arbeit“.

Ort der Begegnung

Sigal ist ein großer Befürworter einer verstärkten Zusammenarbeit zwischen den beiden Institutionen. Er ist überzeugt, dass der bloße Aufenthalt im selben Gebäude zu überraschenden Diskussionen und neuen Ideen führen wird. Die Kooperation zwischen dem MDC und der Charité, findet er, soll nur ein Beispiel von vielen sein, wie die Stadt die Kultur eines offenen wissenschaftlichen Austausches fördert.

Text: Laura Petersen

Quelle: PM MDC vom 24. 08. 2020

MDC Berlin, Campus Berlin-Buch

BIMSB

 

Gesetzentwurf zur Integration des Berliner Instituts für Gesundheitsforschung in die Charité

PM des Berliner Senats vom 11. 08. 2020

Aus der Sitzung des Senats am 11. August 2020:

Der Berliner Senat hat heute auf Vorlage des Regierenden Bürgermeisters von Berlin und Senators für Wissenschaft und Forschung, Michael Müller, beschlossen, den Entwurf für das Gesetz zur Integration des Berliner Instituts für Gesundheitsforschung in die Charité – Universitätsmedizin Berlin (BIG-Integrationsgesetz) in das Abgeordnetenhaus einzubringen. Mit dem Gesetz wird die Verwaltungsvereinbarung, die am 10. Juli 2019 von der Bundesministerin für Bildung und Forschung, Anja Karliczek, und dem Regierenden Bürgermeister, Michael Müller, unterzeichnet worden war, umgesetzt.

Der Regierende Bürgermeister von Berlin und Senator für Wissenschaft und Forschung, Michael Müller: „Die Integration des BIG in die Charité ist ein wichtiger Baustein für die Weiterentwicklung der Gesundheitsstadt Berlin. Gemeinsam mit dem Bund ziehen wir an einem Strang, um Erkenntnisse aus medizinischer Forschung schneller in die Anwendung zu bringen. Davon werden Patientinnen und Patienten in Berlin und ganz Deutschland profitieren. Die dauerhafte Integration einer Bundeseinrichtung in eine Universitätsklinik des Landes ist bundesweit ein Novum und ich danke allen Beteiligten für die konstruktive Zusammenarbeit, dieses einzigartige Vorhaben gesetzlich und praktisch umzusetzen.“

Die Verwaltungsvereinbarung zwischen der Bundesrepublik Deutschland und dem Land Berlin setzt die Rahmenbedingungen für die Weiterentwicklung des BIG und seine Integration in die Charité – Universitätsmedizin Berlin. Ziel ist es, exzellente Forschung zu stärken und medizinische Innovationen noch schneller zu den Menschen zu bringen. Erstmals wird damit von der Möglichkeit Gebrauch gemacht, mit dem novellierten Artikel 91b des Grundgesetzes neue Wege bei der Förderung von wissenschaftlichen Landeseinrichtungen im Hochschulbereich durch den Bund zu beschreiten.

Mit der wissenschaftlichen Integration des BIG in die Charité – Universitätsmedizin Berlin bildet dieses die dritte Säule neben Klinikum und Fakultät. Dabei soll die wirtschaftliche Autonomie des BIG gewahrt bleiben. Finanziert wird das BIG weiterhin vom Bund und dem Land Berlin im Verhältnis 90:10. Für die Leitung des Instituts ist ein Direktorium vorgesehen, mit der Aufsicht wird ein Verwaltungsrat betraut, in dem Bund und Land Berlin sowie externer Sachverstand vertreten sein sollen. Das BIG erhält einen Sitz im Vorstand der Charité, das Bundesministerium für Bildung und Forschung einen Sitz im Charité-Aufsichtsrat. Die Zusammenarbeit mit dem Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin wird im Rahmen einer vertraglich vereinbarten privilegierten Partnerschaft fortgesetzt. Mit dem BIG als eigenständigem Exzellenzbereich innerhalb der Charité soll die translationale biomedizinische Forschung vorangetrieben werden und künftig auch deutschlandweit Projekte gefördert werden.

PM BIH vom 05. 08. 2020

Christopher Baum wird Vorstandsvorsitzender des BIH

Am 5. August 2020 hat der Aufsichtsrat des Berlin Institute of Health (BIH) unter Vorsitz von Staatssekretär Christian Luft (BMBF) einstimmig Professor Dr. med. Christopher Baum zum Vorstandsvorsitzenden des BIH bestellt. Der ausgewiesene Wissenschaftsmanager und Experte für Translation, Molekulare Medizin und Gentherapie wird sein Amt zum 1. Oktober 2020 in Berlin antreten. Baum ist Vizepräsident Medizin an der Universität Lübeck und Vorstandsmitglied des Universitätsklinikums Schleswig-Holstein (UKSH). Er folgt auf Professor Axel R. Pries, der das Amt des Vorstandsvorsitzenden des BIH zwei Jahre kommissarisch innehatte und sich nun wieder ganz seiner Aufgabe als Dekan der Charité – Universitätsmedizin Berlin widmen wird.

 „Als Vorsitzender des Aufsichtsrats freue ich mich sehr, dass wir Herrn Professor Baum als Vorstandsvorsitzenden des Berliner Instituts für Gesundheitsforschung gewinnen konnten“, sagte der Staatssekretär im Bundesministerium für Bildung und Forschung, Christian Luft. „Herr Professor Baum ist der Richtige, um mit Gestaltungswillen und Führungserfahrung die Integration des Instituts in die Charité zu meistern. Er wird zudem die translationale Ausrichtung des Berliner Instituts für Gesundheitsforschung in Berlin, deutschlandweit und international nachhaltig vorantreiben. Ich freue mich sehr auf unsere gemeinsame Zusammenarbeit!“

Dem pflichtete Steffen Krach, Staatssekretär in der Senatskanzlei für Wissenschaft des Landes Berlin bei: „Christopher Baum ist der ideale Kandidat für das BIH und ein großer Gewinn für unsere ganze Gesundheitsstadt. Berlin hat viel vor als Wissenschafts- und Medizinstandort und ich freue mich sehr auf unsere Zusammenarbeit.“

Baum übernimmt wohlbestelltes Haus

Professor Axel R. Pries, kommissarischer Vorstandsvorsitzender des BIH und Dekan der Charité – Universitätsmedizin Berlin, übergibt seinem Nachfolger ein wohlbestelltes Haus: „Das BIH hat sich in den letzten Jahren zu einer der ersten Adressen für translationale Medizin in Deutschland entwickelt. Die Umsetzung unserer Mission „Aus Forschung wird Gesundheit“ nimmt Gestalt an, wir haben bereits relevante Erfolge vorzuweisen, von hochrangig publizierten Forschungsergebnissen – auch und gerade zur aktuellen Corona-Pandemie – über nationale und internationale Kooperationen bis hin zu ersten Ausgründungen von Start Up Unternehmen in der Digitalen Medizin. Ich freue mich, dass wir mit Professor Baum einen Vorstandsvorsitzenden gefunden haben, der sich auf all diesen Gebieten auskennt und sie weiter vorantreiben wird.“

Professor Heyo K. Kroemer, Vorstandsvorsitzender der Charité – Universitätsmedizin Berlin, begrüßte den neuen BIH-Vorstandsvorsitzenden, der nach der Integration des BIH in die Charité ab 2021 auch im Charité-Vorstand sitzen wird. „Christopher Baum verfügt über ein großes Maß eigener Leitungserfahrung in Universitätskliniken. Ich bin mir sicher, dass er im eigenständigen BIH die Übertragung von Forschungsergebnissen in die klinische Anwendung stark fördern und dabei die Synergieeffekte mit der Charité maximal nutzen wird.“

Experte für Molekulare Medizin und Gentherapie

Professor Thomas Sommer, Wissenschaftlicher Vorstand des Max-Delbrück-Centrums für Molekulare Medizin in der Helmholtz-Gemeinschaft (komm.), freute sich ebenfalls über die Wahl von Christopher Baum. „Als Experte für molekulare Medizin und ausgewiesener Wissenschaftsmanager wird Christopher Baum für uns ein exzellenter Ansprechpartner. Mit ihm an der BIH-Spitze werden wir die enge Zusammenarbeit von MDC, Charité und BIH in der Gesundheitsforschung weiter ausbauen. Ich gratuliere Christopher Baum sehr herzlich und wünsche ihm viel Erfolg.” Das MDC ist neben der Charité Gründungsinstitution des BIH und wird nach der Integration des BIH in die Charité der Privilegierte Partner des BIH.

Prof. Dr. med. Christopher Baum wurde 1962 in Marburg geboren und studierte Philosophie (2 Semester in Mainz) und Medizin in Essen, Freiburg und Hamburg. Er promovierte 1991 zum Dr. med. und habilitierte sich 1999 für das Fach Molekulare Medizin an der Universität Hamburg. Im Jahr 2000 folgte er einem Ruf an die Medizinische Hochschule Hannover (MHH) auf eine Professur für Stammzellbiologie und war gleichzeitig ab 2002 assoziierter Professor für Pädiatrie am Cincinnati Children‘s Hospital in den USA. In Hannover leitete er ab 2006 das Institut für Experimentelle Hämatologie, diente als Ombudsperson für Gute Wissenschaftliche Praxis sowie als Forschungsdekan und wurde 2013 zum Präsidenten der Medizinischen Hochschule Hannover (MHH) gewählt. Anfang 2019 wechselte Baum an die Universität Lübeck als erster hauptamtlicher Vizepräsident Medizin und Vorstandsmitglied des UKSH, Deutschlands zweitgrößtem Universitätsklinikum nach der Charité.

Molekularbiologe, Arzt und Wissenschaftsmanager

„Ich danke allen Beteiligten für ihr Vertrauen und freue mich außerordentlich auf die neue Aufgabe“, sagte Baum nach seiner Wahl. „Die Translation ist mir ein Kernanliegen: Forschung in Gesundheit zu verwandeln bedeutet, aus wissenschaftlichen Erkenntnissen konkrete Anwendungen zu schaffen, die Menschen helfen. Das BIH ist eine hervorragende Einrichtung zur Gestaltung des Übergangs von der Grundlagenforschung in die Medizin. Ich werde alles daransetzen, diese besondere Mission zusammen mit dem erstklassigen Team des BIH umzusetzen.“ Baums Interesse gilt dabei sowohl der Förderung der Forschung als auch der intensiven Zusammenarbeit mit der Klinik. „Mit der Charité haben wir einen exzellenten klinischen und wissenschaftlichen Partner an unserer Seite, der durch das MDC in mehreren Dimensionen ergänzt und erweitert wird. Die Synergie mit diesen hervorragenden Partnereinrichtungen begründet den Erfolg des BIH.“

Wissenschaftlich beschäftigte sich Christopher Baum schon früh mit der Gentherapie. Er entwickelte Genvektoren zum Einschleusen von Genen in Blutstammzellen und deckte die Grundlagen der so genannten Insertionsmutagenese in der Gentherapie auf, die bei gentherapeutisch behandelten Patient*innen zu Blutkrebs führen kann. Darauf aufbauend entwickelte er Testverfahren, mit denen sich diese gefährliche Nebenwirkung vor der Übertragung der genetisch modifizierten Blutstammzellen ausschließen lässt. Im Wissenschaftsmanagement gestaltete er nationale und internationale Netzwerke zur translationalen Forschung in der Stammzell‐ und Gentherapie. In Hannover führte er das Freiwillige Wissenschaftliche Jahr als neue Form des Freiwilligen Sozialen Jahrs, das PhD-Programm „Regenerative Sciences“ des Exzellenzclusters REBIRTH (From regenerative biology to reconstructive therapy), das Clinician‐Scientist‐Programm „Junge Akademie der MHH“ und das Weiterbildungsprogramm „TRAIN Academy“ für translationale Wissenschaften ein. Bei ihm lag die Gesamtkoordination der Exzellenzkonzepte der MHH. An der Universität zu Lübeck, einem Zentrum der Künstlichen Intelligenz, und am UKSH widmete er sich vorrangig der Verknüpfung von Informatik und Medizin, der Kooperation der Standorte in Lübeck und Kiel und dem Ausbau der interprofessionellen Lehre. Zudem führte er ein Medizininformatik-Promotionsprogramm mit dualer Betreuung seitens Informatik und Medizin ein.

Für seine wissenschaftlichen Arbeiten erhielt Baum zahlreiche Preise, darunter den Ursula M. Händel-Tierschutzpreis der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) sowie den Luise & Horst Köhler Preis für Forschung zu Seltenen Erkrankungen. Er ist Präsidiumsmitglied des Medizinischen Fakultätentages (MFT) und hat dort den Vorsitz der AG Wissenschaft inne.

Berlin Institute of Health

Charité – Universitätsmedizin Berlin

MDC Berlin, Campus Berlin-Buch

Kerstin Radomski zu Gast am MDC

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Die CDU-Bundestagsabgeordnete und Haushaltsexpertin Kerstin Radomski hat Anfang August das MDC besucht. Die Politikerin informierte sich über Herz-Kreislauf-, Krebs- und Covid-19-Forschung sowie über die Möglichkeiten von Data Science und die klinische Anwendung von wissenschaftlichen Erkenntnissen.

„Forschung und Bildung sind wichtig für unsere Zukunft“, sagt Kerstin Radomski. Und so ist es nur folgerichtig, dass die CDU-Bundestagsabgeordnete und Mitglied im Haushaltsausschuss die Zeit der parlamentarischen Sommerpause Anfang August nutzte für einen Besuch am Berliner Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin in der Helmholtz-Gemeinschaft (MDC). Schließlich möchten auch Finanzfachleute direkt erleben und erfahren, wohin die Mittel fließen, die sie freigeben. Das MDC wird zu 90 Prozent vom Bund und zehn Prozent vom Land Berlin gefördert.

Kerstin Radomski informierte sich in Vorträgen und bei einem Besuch im Labor über aktuelle Forschungsprojekte des MDC, hier im Gespräch mit Emanuel Wyler.
© Felix Petermann, MDC

Das Besuchsprogramm für Radomski, das Professorin Heike Graßmann, Administrative Vorständin des MDC, gemeinsam mit sieben Forscher*innen zusammengestellt hatte, gab Einblick in die organübergreifenden Forschungsansätze der MDC-Teams. Professor Norbert Hübner, stellvertretender Wissenschaftlicher Vorstand, erläuterte hierzu: „Krankheiten überschreiten häufig die Grenzen einzelner Gewebe und Organe und erfassen den gesamten Organismus.“ Deshalb arbeiteten die Forschungsteams oft kooperativ, sehr flexibel und interdisziplinär.

In ihren Vorträgen rückten die Wissenschaftler*innen vier Themen in den Fokus: Dr. Henrike Maatz präsentierte die neuesten Erkenntnisse der Herz-Kreislauf-Forschung. Sie skizzierte den „Zellatlas des menschlichen Herzens“, der aktuell vom MDC gemeinsam mit vielen internationalen Partnern erstellt wird. „Man könnte auch von einem Google-Maps fürs Herz sprechen: Wir können nicht nur detailliert kartieren und navigieren, sondern sogar die Türen zu einzelnen Häusern, sprich einzelnen Zellen, öffnen und hineinblicken“, sagte Maatz. Der Herzatlas wird dazu beitragen, einzelne Krankheitsprozesse wie die Entstehung von Kardiomyopathien, also Herzschwäche, bis ins kleinste Detail besser zu verstehen und spezifische therapeutische Ansätze zu finden. Dabei nutzen die Forscher*innen die neuesten Methoden der Einzelzell-Sequenzierung. Mit ihnen gelingt der immer tiefere und höchst spezifische Blick in die Vorgänge, die in jeder einzelnen Zelle des menschlichen Körpers stattfinden.

Vielversprechende Wege der Krebsforschung stellten Dr. Uta Höpken und Dr. Roland Schwarz vor. Höpken erläuterte die Entwicklung von zielgerichteten Designer-Immunzellen gegen Tumore, wie sie am MDC entwickelt werden: eine Methode, die ganz auf personalisierte Behandlung etwa von Lymphomen abzielt. Die wachsende Bedeutung der Bioinformatik bei der Vorbeugung und Behandlung von Krebs unterstrich Schwarz. „Data Science ermöglicht es uns, wirklich enorme Datenmengen zu den verschiedensten Krebsarten und von vielen Patientinnen und Patienten auszuwerten und dadurch die Krankheit immer besser zu verstehen. Wir möchten zum Beispiel herausfinden, warum manche Raucher an Krebs erkranken, andere aber nicht“, sagte Schwarz. Mit diesem Wissen könne die Prävention viel besser ansetzen.

Einen Blick in die Zukunft warf Professor Nikolaus Rajewsky, stellvertretender Wissenschaftlicher MDC-Vorstand und Direktor des Berliner Instituts für Medizinische Systembiologie (BIMSB) des MDC. Er skizzierte die Pläne der Berliner Wissenschaftscommunity für ein „Berlin Cell Hospital“: ein Ort für zellbasierte Medizin, an dem die Einzelzell-Analyse durch enges Zusammenwirken von Forschungsteams und Ärzt*innen letztlich die denkbar früheste Erkennung und Therapie von menschlichen Krankheiten möglich machen soll. „Zellbasierte Medizin hat enormes Potential für die Verbesserung des Gesundheitswesens“, sagte Rajewsky. „Und Deutschland ist in Europa einer der führenden Plätze.“

Abgerundet wurde der Besuch der Abgeordneten durch einen Gang ins Labor von Professor Markus Landthaler, wo aktuell SARS-CoV-2-Forschung im Mittelpunkt steht. Kerstin Radomski informierte sich im Gespräch mit Landthaler und Dr. Emanuel Wyler über jüngste Entwicklungen der Virenforschung und neue mögliche Virentests. „Für uns ist es sehr wichtig, dass wir eng mit unseren Partnern, vor allem der Charité – Universitätsmedizin Berlin zusammenarbeiten“, sagte Wyler. „Wir agieren in Netzwerken und setzen neueste Technologien ein. Dabei wollen wir auch Datenmengen für die Covid-19-Forschung nutzbar machen, die am MDC bereits von anderen Projekten existieren“, betonte Landthaler.

Kerstin Radomski, selbst studierte Biologin, zeigte sich beeindruckt von der Arbeit am MDC. „Sie machen Grundlagenforschung und hängen zugleich eng mit Kliniken zusammen und arbeiten gemeinsam an konkreten Problemen. Ein solcher Transfer ist von zentraler Bedeutung. Ich wünsche Ihnen viel Erfolg“, sagte die Politikerin.

MDC Berlin, Campus Berlin-Buch

Facebook/MDC

Michael Potente verstärkt Forschung zu Blutgefäßen

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Mit der Berufung von BIH-Professor Michael Potente verstärken das Berlin Institute of Health (BIH), die Charité – Universitätsmedizin Berlin und das Max-Delbrück-Centrum (MDC) ihren gemeinsamen Forschungsfokus „Translationale Vaskuläre Biomedizin“. Der Kardiologe interessiert sich insbesondere für die innerste Zellschicht der Blutgefäße, das Endothel.

„Herz-Kreislauf-Erkrankungen zählen nach wie vor zu den häufigsten Krankheits- und Todesursachen“, sagt Professor Axel R. Pries, Dekan der Charité und Vorstandsvorsitzender des BIH (interim). „Da gerade Veränderungen der Gefäßfunktion an vielen Erkrankungen beteiligt sind, hat sich das BIH schon vor einiger Zeit dazu entschlossen, den Fokusbereich Translationale Vaskuläre Biomedizin einzurichten, um hier entscheidende Fortschritte und translationale Erfolge zu erzielen. Wir freuen uns sehr, mit der Berufung von Michael Potente diesen Bereich so hervorragend ergänzen und ausbauen zu können.“

Copyright: MPIHLR

Bereits seit 2017 ist Michael Potente, gefördert durch die Stiftung Charité Berlin, regelmäßig als BIH Visiting Professor in Berlin. Eingeladen hatte ihn BIH-Professor Holger Gerhardt, der am MDC die Arbeitsgruppe „Integrative Vaskuläre Biologie“ leitet und gleichzeitig Sprecher des BIH Fokusbereiches „Translationale Vaskuläre Biomedizin“ ist. „Ich kenne nur sehr wenige Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler wie Michael Potente, die mit solcher Begeisterung, Neugier und klugem Gespür für die wichtigsten Fragestellungen innovative Forschung auf höchstem Niveau betreiben. Seine Arbeiten decken stets neue Zusammenhänge auf und haben nachhaltigen Einfluss auf unser Verständnis der faszinierenden Biologie der Blutgefäße“, sagt Gerhardt. „Ich freue mich außerordentlich darauf, mit ihm gemeinsam die Translation dieser Erkenntnisse in Richtung klinischer Anwendung voranzutreiben.“ Der 43-jährige Michael Potente wird zukünftig im Käthe-Beutler-Haus von BIH und MDC in Berlin Buch forschen.

Entwurf Käthe-Beutler-Haus

Aktueller Entwurf des Käthe-Beutler-Hauses.
Bild: kleyer.koblitz.letzel.freivogel.architekten Gesellschaft von Architekten mbH, Berlin

Wachstum und Funktion von Blutgefäßen verstehen

Michael Potente interessiert sich vor allem für den Einfluss des Stoffwechsels (Metabolismus) auf Blutgefäße. „Wir möchten verstehen, wie Stoffwechselprozesse das Wachstum, den Umbau und die Funktion von Blutgefäßen kontrollieren“, sagt Michael Potente, der zuvor am Max-Planck-Institut für Herz- und Lungenforschung in Bad Nauheim die Arbeitsgruppe „Metabolismus und Angiogenese“ geleitet hat. So führen zum Beispiel Sauerstoff- und Nährstoffmangel dazu, dass sich in Tumoren neue Blutgefäße bilden. Die Angiogenese spielt auch bei Augenerkrankungen wie der feuchten Makuladegeneration, die unbehandelt zur Erblindung führt, eine zentrale Rolle. „Hier kann bereits erfolgreich therapeutisch eingegriffen werden, indem man Hemmstoffe einsetzt, die das in diesem Fall krankhafte Wachstum der Blutgefäße unterdrücken“, berichtet Michael Potente.

Bei anderen Erkrankungen dagegen, wie der chronisch ischämischen Herzerkrankung oder bei der Schaufensterkrankheit in den Beinen, führen verstopfte Gefäße zwar ebenfalls zum Sauerstoff- und Nährstoffmangel im Gewebe, aber leider häufig nicht zur ausreichenden Bildung neuer Blutgefäße. „Hier würde man sich das Wachstum neuer, funktionstüchtiger Gefäße wünschen, die die Versorgung wiederherstellen. Dies kommt aber wegen der Grunderkrankung nicht in Gang“, erklärt Michael Potente. „Wenn man hier gezielt das Wachstum von neuen Blutgefäßen fördern könnte, wäre das natürlich therapeutisch sehr wertvoll.“ Leider haben bisherige Versuche in diese Richtung keinen langfristigen Erfolg erzielt, stattdessen traten Nebenwirkungen auf.

Unterschiedliches Endothel in verschiedenen Organen

Potente und seine Mitarbeiter*innen wollen deshalb verstehen, wie das organspezifische Milieu die Blutgefäße und insbesondere das Endothel beeinflusst. Denn die Endothelzellen sind verantwortlich für das Neuaussprießen der Blutgefäße. „Die Endothelzellen sind in unterschiedlichen Organen ganz unterschiedlich ausgebildet“, berichtet Potente, „im Gehirn zum Beispiel sind sie besonders eng miteinander verbunden und bilden die Blut-Hirn-Schranke, in der Leber ist das Endothel durchlässig und ermöglicht so die Filterfunktion des Organs.“ Bei Diabetiker*innen, bei denen der Blutzuckerspiegel ständig über den Normwerten liegt, verändern sich die Endothelzellen mit der Zeit und verlieren spezifische Eigenschaften, was zu den häufigen Gefäßproblemen bei dieser Erkrankung führt.

Um herauszufinden, welche molekularen und zellulären Mechanismen diesen Unterschieden zugrunde liegen, hat Michael Potente im Jahr 2017 einen ERC Consolidator Grant des Europäischen Forschungsrates in Höhe von zwei Millionen Euro erhalten. In dieser Zeit kam er auch als BIH Visiting Professor, gefördert von der Stiftung Charité, nach Berlin. Diese für die Berufung wichtige Zusammenarbeit in den vergangenen Jahren hat die Stiftung Charité im Rahmen ihrer Privaten Exzellenzinitiative Johanna Quandt gefördert.

Die Ästhetik der Blutgefäße

Als Facharzt für Kardiologie ist Michael Potente auch klinisch tätig. In Berlin möchte er seine Erfahrung an der Schnittstelle zwischen Grundlagenforschung und medizinischer Patientenversorgung einbringen und den Schwerpunkt „Translationale Vaskuläre Biomedizin“ so verstärken. „Mich fasziniert die Ästhetik der Blutgefäße, der Erkenntnisgewinn und letztendlich auch die Möglichkeit, die grundlagenorientierte Forschung eines Tages diagnostisch oder therapeutisch anwendbar zu machen.“ Ganz im Sinne der Mission des BIH: „Aus Forschung wird Gesundheit“.

Michael Potente wurde 1976 in Aachen geboren und studierte an den Universitäten Frankfurt und Toronto (Kanada) Medizin. Bereits während seiner experimentellen Doktorarbeit an der Universität Frankfurt, die er 2003 abschloss, beschäftigte er sich mit Blutgefäßen. Anschließend war er sowohl wissenschaftlich als PostDoc im Institut für Kardiovaskuläre Regeneration tätig, als auch klinisch als Arzt in der Klinik für Kardiologie der Goethe-Universität Frankfurt, wo er sich 2013 im Fach Innere Medizin habilitierte. 2012 erhielt er eine eigene Arbeitsgruppe am Max-Planck-Institut für Herz- und Lungenforschung in Bad Nauheim. Potente hat bereits zahlreiche Preise erhalten, so unter anderem einen ERC Starting Grant, einen ERC Consolidator Grant und eine Auszeichnung als European Molecular Biology Organization (EMBO) Young Investigator. Er hat seine Forschungsergebnisse in hochkarätigen Journalen veröffentlicht und ist als Gutachter für zahlreiche internationale Wissenschaftsjournale tätig.

Quelle:

PM MDC vom 03. 08. 2020

Berlin Institute of Health

Fokusbereich Vaskuläre Biomedizin

Einstein-Zentrum für alternative Methoden in der Biomedizin

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Der Vorstand der Einstein Stiftung hat die Vorstufe eines neuen Einstein-Zentrums für die Entwicklung von alternativen Methoden zum Tierversuch in der biomedizinischen Forschung bewilligt. Ziel des geplanten Zentrums ist es, Tierversuche zu reduzieren oder zu ersetzen. Es entsteht in Kooperation mit dem MDC.

In der Vorbereitungsphase werden die Infrastruktur und die Vernetzung der Forschung am Standort gefördert. Für diese stehen 522.000 Euro bereit – insgesamt stellt das Land Berlin der Einstein Stiftung für 2020/21 1,35 Millionen Euro für das neue Einstein-Zentrum zusätzlich zu ihrem Grundhaushalt zur Verfügung. Das Zentrum soll nach einer erneuten Begutachtung des Gesamtkonzepts durch die Wissenschaftliche Kommission der Einstein Stiftung im Jahr 2021 vollumfänglich seine Arbeit aufnehmen.

Organoid
Copyright: A. Rybak-Wolf, MDC

Die Gründung eines „Einstein-Zentrums 3R“ (3R: Replace, Reduce, Refine) wurde initiiert von der Charité – Universitätsmedizin Berlin, der Freien Universität Berlin (FU), der Humboldt-Universität zu Berlin (HU) sowie der Technischen Universität Berlin (TU);  es entsteht in enger Kooperation mit dem Berlin Institute of Health (BIH ), dem Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin in der Helmholtz-Gemeinschaft (MDC) dem Bundesinstitut für Risikobewertung (BfR) und dem Robert Koch-Institut (RKI). Das Zentrum soll langfristig ein Forschungsnetzwerk in Berlin schaffen, in dem gemeinsam an Gewebemodellen geforscht und innovative Projekte entwickelt werden können. Zudem sollen Universitäten mit Blick auf die Graduiertenausbildung, aber auch die Öffentlichkeit für das Thema sensibilisiert werden.

„Verpflichtung, Tierversuche auf ein Minimum zu begrenzen“

„Angesichts der besonderen Bedeutung von Tierversuchen in der biomedizinischen Forschung ist es eine umso höhere Verpflichtung, sie auf ein Minimum zu begrenzen und in hoher Qualität durchzuführen“, sagt Professor Günter Stock, der Vorstandsvorsitzende der Einstein Stiftung anlässlich der Förderentscheidung.

Der Berliner Staatssekretär für Wissenschaft und Forschung, Steffen Krach, erklärt: „Berlin ist deutschlandweit das Zentrum für die biomedizinische Forschung. Damit einher geht unser Anspruch, alternative Methoden zu Tierversuchen zu erforschen, um den Tierschutz zu stärken und Tierversuche in der Forschung zu reduzieren. Wir unterstützen als Land den wichtigen Schritt, die Aktivitäten in den Berliner Wissenschaftseinrichtungen in einem neuen Einstein-Zentrum zu bündeln. Mit unserem breiten Berliner Forschungsnetzwerk nehmen wir in diesem Bereich eine Vorreiterrolle ein.“

Nachwuchsforscher*innen sensibilisieren

Nach dem 3R-Prinzip von William Russell und Rex Burch gilt es, Tierversuche zu ersetzen (Replace), die Anzahl der Versuchstiere zu reduzieren (Reduce) oder die Belastung für Versuchstiere zu mindern (Refine). Hierfür kommen in dem neuen 3R-Zentrum experimentelle Methoden wie 3D-Modelle von Gewebekulturen, aber auch ein erweitertes Qualitätsmanagement zum Einsatz. Hauptanliegen des Einstein-Zentrums ist es, die Entwicklung von Therapiemethoden für menschliche Erkrankungen voranzutreiben, die Übertragbarkeit von Laborerkenntnissen auf die Patient*innen zu verbessern und gleichzeitig den Tierschutz zu stärken. Nachwuchswissenschaftler*innen sollen im geplanten Zentrum durch Ausbildung, Schulung und Weiterbildung in die Lage versetzt werden, das 3R-Prinzip stringent anzuwenden Die Wissenschaftskommunikation und der Dialog mit der Öffentlichkeit werden ebenfalls eine bedeutende Rolle einnehmen.

„Bereits seit 2018 fördern wir über Charité 3R sehr energisch die Entwicklung von alternativen Verfahren und arbeiten intensiv daran, jene Tierversuche, die für die Forschung an Therapien unersetzbar sind, schonender zu gestalten. Mit dem neuen Einstein-Zentrum wird eine institutionenübergreifende Struktur in Berlin geschaffen, die die Umsetzung des 3R-Prinzips auch auf internationaler Ebene vorantreibt“, sagt der Dekan der Charité und Interim-Vorstandsvorsitzender des BIH, Professor Axel Radlach Pries.

Weiterführende Informationen

Webseite der Einstein Stiftung

Webseite Charité 3R

MDC-Themenseite Organoide

Alternativmethoden zu Tierversuchen am MDC

Forschung und Tierversuche am MDC

Quelle: PM MDC vom 08. 07. 2020