Multi-Omics in Oligo-Metastasized Colo(rectal) CAncer (MOOCCA)

Integrative proteo(epi)genomische Betrachtung der Tumorbiologie des in kurativer Intention behandelten oligometastasierten kolo(rektalen) Karzinoms: Verwandtschaftsverhältnisse der Tumormanifestationen, Bezug der initialen Tumorerkrankung zu Rezidiven und Bedeutung für den postoperativen Krankheitsverlauf

II. Medizinische Klinik

Das kolorektale Karzinom stellt eine der häufigsten bösartigen Tumorerkrankungen des Menschen dar und weist entweder bei Diagnose oder im weiteren Krankheitsverlauf in ca. 50% der Fälle eine Fernmetastasierung auf. In ausgesuchten Fällen einer bereits bei Diagnosestellung vorliegenden, jedoch im Ausmaß überschaubaren Metastasierung kann i.R. eines sog. oligometastatischen Konzepts dennoch ein kurativer Therapieansatz verfolgt werden.

Zur Risikostratifizierung und Prognoseabschätzung dieser Situationen existieren mehrere präoperative Scoring-System, welche die eigentliche, zugrundliegende Tumorbiologie in nur geringem Ausmaß berücksichtigen und sich ganz vorwiegend aus klinischen Parametern zusammensetzen. Dies spiegelt sich in der teils eingeschränkten oder unzutreffenden Vorhersagekraft dieser Scores mit Blick auf den tatsächlich zu beobachtenden Krankheitsverlauf wider.

Problematisch ist insbesondere die deutliche Heterogenität der Tumorerkrankung innerhalb einer einzigen Läsion, aber auch zwischen den verschiedenen Läsionen, was ein gewichtiger Grund für die divergenten klinischen Verläufe trotz mutmaßlicher „identischer“ Ausgangslage ist. Ferner sind genetische Veränderungen aufgrund epigenetischer Regulationsmechanismen nicht zwingend mit der tatsächlich ausgebildeten Phänotypie gleichzusetzen und Modifikationen der Tumorerkrankung i.R. der durchgeführten Therapie nachzuweisen.

Ziel des Projekts MOOCA ist daher eine proteoepigenomische Analyse des Primärtumors sowie initial vorhandener Metastasen i.S. eines multi-OMICs-Ansatzes zum Zeitpunkt der Erstdiagnose/Operation sowie zum Zeitpunkt des Rezidivs. Dadurch sollen die vielschichtigen Verflechtungen und Verwandtschaftsbeziehungen der vorliegenden Tumorerkrankung i.S. einer umfassenden Kartierung intra- und interläsional unter Einbeziehung des Krankheitsverlaufes dargestellt werden, um hieraus klinisch relevante prädiktive und prognostische Marker abzuleiten.

Langfristiges Ziel ist die Schaffung eines zunehmenden Verständnisses für die Mechanismen der Metastasierung sowie Ausweitung des Projekts auf weitere Entitäten.

Entwicklung eines deep learning Algorithmus zur intraprozeduralen Strukturerkennung bei konvetioneller und robotischer endoskopischer Submukosadissektion.

III. Medizinische Klinik

Die endoskopische Submukosadissektion (ESD) ist eine moderne Technik zur en-bloc Abtragung von großen intestinalen Läsionen. Aufgrund des hohen technischen Anspruchs besteht eine flache Lernkurve und die Anwendung ist auf spezialisierte Zentren beschränkt.
 

Eine bisherige Limitation von endoskopischen Maßnahmen und somit auch der ESD ist die fehlende Möglichkeit der Straffung des Gewebes während einer Resektion. Hierin liegt ein grundlegender Unterschied zwischen der Endoskopie, in der mit einem Instrument in der Achse des Blickwinkels des Endoskops hantiert werden kann, und der laparoskopischen Chirurgie, bei der sich die Kamera und mehrere Instrumente unabhängig voneinander bewegen lassen.
 

Strukturerkennende Algorithmen der künstlichen Intelligenz (KI) zeigen in aktuellen Forschungsprojekten immenses Potential in der endoskopischen Detektion von gastrointestinalen Läsionen. Bislang konzentrieren sich die Forschungsbemühungen auf die Erkennung von gastrointestinalen Neoplasien und damit auf die Diagnostik.

Ziel des Projekts ist es, die ESD mithilfe neuartiger Techniken weiterzuentwickeln und KI in der endoskopischen Therapie einzusetzen. Zunächst soll ein intelligentes Assistenzsystem entwickelt werden, das den Interventionisten bei der konventionellen ESD auf Gefahren (Blutung, Perforation) aufmerksam macht und so die intraoperative Komplikationsrate verringert. Hierfür wird ein KI-Algorithmus entwickelt, der die relevanten Strukturen (Submukosaschicht, Muskularisschicht, Blutgefäße, Dissektionsmesser) während der Operation in Echtzeit erkennt und markiert, sowie Gefahrensituationen signalisiert. Dieser Algorithmus soll dann in der Patientenversorgung angewandt und evaluiert werden.
 

In der Folge soll das Programm auf ein sich in der Entwicklung befindliches robotisches Endoskopiesystem übertragen werden. Hierbei wird das Endoskop mit 2 separat steuerbaren Armen ausgestattet. Die Durchführung komplexer endoluminaler Prozeduren soll auf diese Weise erleichtert und die Untersuchungszeit verkürzt werden.

Von turbulenten Blutströmungen zur Endotheldysfunktion des thorakalen Aortenaneurysma nach valvulärer Dysfunktion - eine funktionelle und molekulare Analyse

Klinik für Herz- Thoraxchirurgie

Die bikuspide Aortenklappe (BAV), zeichnet sich morphologisch durch das Vorhandensein von zwei - statt drei - taschenförmigen Segeln aus und ist eine der häufigsten kongenitalen Herzfehler. Die Vergesellschaftung der BAV mit einer Dilatation im Bereich der Aorta (bikuspide Aortopathie), vor allem der Aortenwurzel und der Aorta ascendens gilt als unabhängiger Risikofaktor für das Auftreten einer Aortendissektion, einer unterschätzten Erkrankung, die mit einer hohen Mortalität einhergeht. Aufgrund der Weiterentwicklung innovativer Bildgebungs- und Messverfahren in den letzten Jahren, rücken die veränderte Flussdynamik und Wandscherkräfte, sowie die letztlich daraus resultierende Endothelzell-Dysfunktion in der herznahen Aorta, in den Fokus der aktuellen Forschung der bikuspiden Aortopathie.
Einen Ansatzpunkt für zukünftige experimentelle Forschung könnte die vielfältige Anwendungsmöglichkeit von akustischen Oberflächenwellen (engl. SAW = Surface of Acoustic Waves) darstellen. Hierfür soll zunächst ein In-vitro Modell durch Integration moderner sog. „Lab-on-a-chip“ (LOC)-Technologie, im Spezifischen der SAW-basierten Mikrofluidität, zur Simulation von physiologischen und annähernd pathologischen Flussströmungen aufgebaut werden, nahezu analog wie in der humanen thorakalen Aorta. Die Möglichkeit der Flussfeldcharakterisierung und zugleich die Proteine ohne aufwendiges Markieren in Körperflüssigkeiten nachzuweisen, könnten eine wichtige Analogie zur klinisch relevanten bikuspiden Aortopathie bilden. Als quantitativ auslesbarer Marker für den Strömungseinfluss wird hierbei die Ordnung des Zytoskeletts erfasst.

Im nächsten Schritt soll in einem Ex-vivo Tiermodell (Mausaorta) mittels eines Gefäßmyographen funktionell untersucht werden, welche Auswirkungen unterschiedliche Strömungskonfigurationen auf die Gefäßwandmechanik der isolierten aszendierenden thorakalen Aortenwand haben.

Immuncheckpoint-Moleküle in maternalen Makrophagen und Hofbauerzellen der Plazenta im Rahmen einer Präeklampsie.

Klinik für Frauenheilkunde und Geburtshilfe

Background: Preeclampsia is a pregnancy-associated disease, which is characterized by the onset of high blood pressure in combination with proteinuria or another significant organ disfunction. Even today it still leads to a high number of maternal and fetal deaths [1]. The exact cause of the disease is still unknown and subject of current research. Altered immune reaction are known to play an important role in the pathogenesis of preeclampsia [2]. The PD-1/PD-L1-system plays an important role in the regulation of the immune systems as well as the peripheral tolerance [3–5].

Objectives: The goal of the present pilot study is to thoroughly research the status of immune checkpoint molecules (e.g. PD-1/PD-L1) in maternal macrophages and local hofbauer cells in the placenta of preeclamptic patients. Thereby, we aim to better understand the pathogenesis of preeclampsia and investigate possible clinical advances in the treatment of the disease.

Methods: A total number of 80 patients are integrated into the study (preeclampsia n = 40, healthy subjects n = 40). To ensure for possible differences between the fetal sex, both groups contain 20 female and 20 male newborns. The control patients are matched by age, week of gestation at delivery and fetal sex. The placenta of each patient is then processed by dyeing for PD-1, PD-L1, Gal9, Tim3, CD68 and CD163. Thereby the status of the PD-1/PD-L1-systems in macrophages can be visualized and thoroughly examined.

Eosinophile bei der Immuntherapie von Lungenkrebs – welche Rolle spielen Sie ?

II. Medizinische Klinik

Das Immunsystem spielt eine wichtige Rolle bei der Abwehr von Lungenkrebs. Allerdings sind Lungenkrebszellen in der Lage, das Immunsystem über „Schalter“ (Check Points) auf den Abwehrzellen abzuschalten und so der Abwehr zu entgehen. Die Immuntherapie mit Antikörpern gegen diese Check Points, die die Abschaltung durch Tumorzellen rückgängig machen können (sog. Check Point-Antikörper oder Check Point-Inhibitoren), hat in den letzten Jahren zu einer deutlichen Verbesserung der Therapiererfolge beigetragen. Trotz dieser Erfolge spricht ein Teil der Patienten mit metastasierten Lungenkarzinom nicht auf diese Therapie an und hat weiterhin eine ungünstige Prognose. Um auch für diese Patienten eine erfolgreiche Therapie zu entwickeln, muss daher geklärt werden, welche Mechanismen dazu führen und ob Biomarker identifiziert werden können, die sich zu einer besseren Vorhersage des Ansprechens auf Checkpoint-Inhibitortherapie eignen. In dieser Hinsicht gibt es seit Kurzem Hinweise, dass die Anzahl an Eosinophilen im peripherem Blut (PB) bei Patienten, die auf Immuntherapie ansprechen, erhöht ist und dass diese Patienten eine bessere Prognose haben.

In einer Fall-Kontroll-Studie soll daher die Rolle eosinophiler Granulozyten vor und unter Checkpoint-Inhibitortherapie bei Patienten mit Lungenkrebs untersucht werden. Dazu soll das Auftreten der Eosinophilen im Tumorgewebe und im PB analysiert werden und ein potentieller Zusammenhang mit dem Ansprechen auf die Checkpointinhibitortherapie und der Prognose der Patienten sowie klinischen Parametern geprüft werden. Letztendlich kann die Analyse der vorgenannten Zusammenhänge zu einem besserem Verständnis der Rolle der Eosinophilen bezüglich der Wirkung von Check Point-Inhibitoren führen. Fernziel der Untersuchungen ist die Entwicklung neuer Behandlungsstrategien für das Lungenkarzinom.

Immunologische Charakterisierung des angeborenen und adaptiven Immunsystems von Kindern und Jugendlichen mit chronisch nicht-bakterieller Osteomyelitis (CNO)-Evaluation von Biomarkern zur Syubtypisierung und Verlaufsprognose.

Klinik für Kinder- und Jugendmedizin, Kinderklinik Augsburg

Die chronisch nicht-bakterielle Osteomyelitis ist eine seltene autoinflammatorische Erkrankung, die überwiegend Kinder und Jugendliche betrifft. Die Ätiologie der Erkrankung ist noch weitgehend unbekannt. Der Verlauf einer CNO ist sehr unterschiedlich. Es existieren Therapieempfehlungen auf der Basis von Expertenmeinungen, allerdings gibt es keine Parameter, die die Wahl einer medikamentösen Therapie untermauern. Auch prognostisch lässt sich der Verlauf schwer vorhersagen.
 

Der klinische Verlauf des sogenannten SAPHO-Syndroms (Synovitis, Akne, Pustulosis, Hyperostosis und Osteitis Syndrom) des Erwachsenenalters ähnelt der CNO stark. Hier konnten zum Teil Veränderungen des zellulären Immunsystems aufgezeigt werden. Bei der CNO sind bisher nur wenige Veränderungen auf zellulärer Ebene beschrieben.
 

In unserer Studie werden Kinder- und Jugendliche mit chronisch nicht-bakterieller Osteomyelitis immunologisch charakterisiert und mit Patienten mit juveniler idiopathischer Arthritis (JIA) und immunologisch Gesunden verglichen. Hierbei werden neben den immunologischen Daten auch anamnestische Daten und kernspintomographische Befunde erfasst. Ziel ist es, den Verlauf der Erkrankung durch eine immunologische Charakterisierung besser einschätzen und mögliche prognostische Aussagen treffen zu können.

Understanding tumor heterogeneity and addressing the potential of liquid biopsy to display genetic inter- and intralesional heterogeneity.

II. Medizinische Klinik

Solide metastasiert Neoplasien besitzen eine ausgeprägte intra- und inter-läsionale Heterogenität auf genetischer und phänotypischer Ebene, was eine suffiziente Therapie erschwert. Klassische Gewebebiopsien erfassen Tumorläsionen nur lokal begrenzt und bilden u. U. nicht die vollständige Komplexität der molekulargenetischen Architektur des gesamten Tumorleidens ab. Liquid Biopsy (LBx) stellt ein minimalinvasives Diagnostikum dar, das durch Analyse freier zirkulierender (Tumor)-DNA (cfDNA/ctDNA) unabhängig von Einzelläsionen einen Querschnitt der Mutationslandschaft abbildet. Es ist bisher jedoch nicht hinreichend untersucht, inwiefern LBx Tumorheterogenität umfassend abbilden kann.
 

Ziel des Vorhabens ist daher ein systematischer Vergleich von molekulargenetischen Profilen einzelner Tumorläsionen und Querschnittsprofilen der LBx mittels umfangreicher NGS- Diagnostik (Whole-Exome-Sequencing der soliden Gewebe und 180-Gen-Panel der freien zirkulierenden DNA des Blutplasmas). Im Rahmen dieses interdisziplinären Projektes wird Synergie aus der bereits laufenden ALPS-Studie und dem geplanten Autopsieprogramm zur interläsionalen Tumorheterogenität des Instituts für Pathologie und molekulare Diagnostik generiert.
 

Zur Evaluation der Tumorheterogenität sollen an den Beispielen aggressiver, schnell wachsender Tumorentitäten mit limitierten Therapiemöglichkeiten (kleinzelliges Lungenkarzionm, Cholangiozelluläres Karzinom und triple-negatives Mammakarzinom) insgesamt 15 Patientenfälle mittels NGS molekulargenetisch sowohl mittels umfassender Gewebeentnahme im Rahmen der Autopsie und mittels LBx-Proben systematisch untersucht und verglichen werden. Es soll dabei spezifisch aufgeklärt werden, ob verschiedene Tumormanifestationen und die ihnen zugrundeliegenden, heterogenen Klone mittels LBx umfassend erfasst werden können. Darüber hinaus soll adressiert werden, inwiefern LBx dazu in der Lage ist, die Heterogenität solider Tumore suffizient aufzulösen und abzubilden.  

Neurodegeneration GABAerger kortikaler Interneurone bei Patienten mit Kortikobasalem Syndrom (CBS) – eine AMG-Pilotstudie

Dr. Jan Häckert, Klinik für Psychiatrie, Psychotherapie und Psychosomatik, BKH

Das Korticobasale Syndrom (CBS) ist eine komplexe und verheerend verlaufende neurodegenerative Erkrankung im interdisziplinären Gebiet der Neuropsychiatrie, die durch eine weitreichende Ablagerung von hyperphosphoryliertem 4-repeat Tau-Protein in Neuronen und Glia charakterisiert ist. Es handelt sich dabei um eine chronisch-progrediente Erkrankung mit unterschiedlicher klinischer Präsentation, entsprechend der von den pathologischen Veränderungen am meisten betroffenen Hirnregion. Die Diagnose wird zunächst klinisch, auf Grundlage von gemischten motorischen Symptomen in Kombination mit Beeinträchtigungen höherer kortikaler Funktionen, gestellt. Es handelt sich sowohl um eine Bewegungsstörung als auch eine Demenzerkrankung.
 

Elektrophysiologische Untersuchungen haben ergeben, dass die kortikale Erregbarkeit bei PatientInnen mit einem CBS gesteigert und die kortikale Hemmung reduziert sind. Dies mag mit den Veränderungen der hemmenden Neurotransmitter bei der korticobasalen Degeneration in Verbindung stehen, wie es bereits auch bei der frontotemporalen Lobärdegeneration gezeigt werden konnte. Um diese Effekte der reduzierten GABAergen Mechanismen, die wahrscheinlich zu einer gesteigerten kortikalen Erregbarkeit führen, weiter zu untersuchen, führen wir eine klinische Prüfung als AMG Pilotstudie zur weiteren Charakterisierung der Pathophysiologie des CBS und Erprobung eines Therapieversuches mittels Valproinsäure durch. Es erfolgen klinische Untersuchungen, MR-Spektroskopische Messungen des kortikalen GABA-Levels sowie funktionelle kernspintomographische Untersuchungen unter einer Behandlung mit Valproinsäure. Es wird dabei erwartet, dass sich die klinische Symptomatik unter der Pharmakotherapie verbessert, die kortikalen GABA-Defizite reduzieren und sich die zerebrale Konnektivität verbessert.

Dr. Sophie-Kathrin Kirchner, Klinik für Psychiatrie, Psychotherapie und Psychosomatik, BKH

EmpAThiE - Verbesserung von Empowerment bei Jugendlichen mit somatoformen Störungen durch eine Achtsamkeits-basierte Gruppentherapie für die Eltern

Bei Kindern und Jugendlichen mit schwer beeinträchtigenden chronischen Schmerzen ist die multimodale Schmerztherapie, wie sie am Bayerischen Kinderschmerzzentrum durchgeführt wird, Therapie der ersten Wahl. Die Behandlung ist sehr intensiv. Innerhalb mehrerer  Wochen erlernen die Patient*innen und ihre Familien viele neue Strategien im Umgang mit der Erkrankung. Bei der Bewältigung der Erkrankung spielt die ganze Familie eine Rolle. Bisher richten sich die Therapieangebote vorrangig an die Betroffenen selbst. In dieser Studie möchten wir untersuchen, ob ein spezielles Therapieangebot, das sich an die Eltern richtet, den Erkrankungsverlauf der betroffenen Jugendlichen langfristig verbessern kann. In einem zweiteiligen Projekt soll erstmals eine achtsamkeits-basierte psychotherapeutische Gruppenintervention für die Eltern der betroffenen Kinder und Jugendlichen entwickelt werden, welche nachfolgend in einer randomisierten Interventionsstudie bei 40 betroffenen Familien untersucht wird. Ziel ist es dabei, das Umfeld der Betroffenen intensiver in die Therapie miteinzubeziehen und dadurch den Therapieerfolg langfristig zu verbessern. Die Studie wird als Kooperationsprojekt zwischen der Klinik für Psychiatrie, Psychotherapie und Psychosomatik (BKH Augsburg) und dem Bayerischen Kinderschmerzzentrum (Klinik für Kinder- und Jugendmedizin) der Universität Augsburg durchgeführt. Zusammenfassend möchte das EmpAThie-Projekt untersuchen, ob eine achtsamkeits-basierte Gruppenintervention für Eltern langfristig die Selbstbestimmung (Empowerment), die Lebensqualität und weitere relevante Variablen für die Bewältigung des Alltags der betroffenen Kinder und Jugendlichen positiv beeinflusst.

Beschreibung der Funktionsweise hypomethylierender Substanzen in der Behandlung von Patienten mit AML/MDS durch Einzelzellcharakterisierung
 

Maximilian Schmutz, II. Medizinische Klinik

Hypomethylierende Substanzen (HMA) bilden das Rückgrat in der Therapie der akuten myeloischen Leukämien (AML) und myelodysplastischen Syndrome (MDS) bei älteren Patienten. Trotz ihres enormen klinischen Stellenwerts ist der genaue Wirkmechanismus nur in Teilen verstanden. Jüngsten Erkenntnissen zufolge wird die Immunogenität der blastären Zellen durch die Reaktivierung endogener Retroviren sowie induzierbarer, nicht-annotierter Transkripte erhöht. Darüber hinaus konnte in jüngeren Arbeiten eine Aktivierung Wirkung auf Effektorzellen des Immunsystem nachgewiesen werden. So konnte bei Patienten nach Stammzelltransplantation unter HMA-Therapie eine gesteigerte zytotoxische CD8+ T-Zell-Antwort beobachtet werden. 
 

Die Entdeckung der lokusspezifischen und genomweiten DNA-Hypermethylierung bei MDS und AML lieferte die Grundlage für die klinische Anwendung von HMA (Jones and Taylor  1980). 5-Azacytidin und 5-Aza-2’-deoxycytidin (Decitabine), Analoga von Cytidin, wurden ursprünglich als klassische Chemotherapeutika entwickelt. Niedrig dosiert wirken sie jedoch nicht primär zytotoxisch, sondern hemmen irreversibel DNA-Methyltransferasen, welche bei jeder Zellteilung zur Aufrechterhaltung des Methylierungsmusters der DNA verantwortlich sind (Egger, et al 2004, Gore, et al 2006, Issa, et al 2005, Jones and Taylor 1980). 
 

Im Rahmen des Projekts sollen die durch HMA bewirkten Effekte anhand von Knochenmarks- und Blutproben aus dem Behandlungsverlauf von Patienten untersucht werden. Neben der zeitlichen Verlaufsuntersuchung kann über die Einzelzellanalyse dabei neben den blastären Zellen auch das immunologische Microenvironment selbst untersucht werden.
 

Die Zielsetzung der Arbeit liegt dabei insbesondere darin, Mechanismen zu beschreiben die der therapeutischen Wirkung der HMAs in vivo zugrunde liegen sowie prädiktive Biomarker zu identifizieren, die einen Rückschluss auf das Therapieansprechen erlauben. 

Immune-Escape nach allogener Stammzell-Transplantation

PD Dr. Andreas Rank, II. Medizinische Klinik

Die allogene Stammzell-Transplantation (SZT) stellt für Patienten mit myeloischen Neoplasien aufgrund einer anhaltenden immunologischen Kontrolle der Grunderkrankung den Behandlungsansatz mit dem höchsten kurativen Potential dar. Das Versagen der immunologischen Kontrolle wird als entscheidende Ursache für Rezidive nach einer SZT angenommen. Dieser immunologische Kontrollverlust kann auf verschiedenen, Patienten-individuellen pathophysiologischen Wegen erfolgen, beispielsweise durch den Verlust von HLA – Oberflächenmolekülen oder der Aktivierung von Immun-Checkpoint Rezeptoren auf leukämischen Blasten wie auch die Induktion einer spezifischen T-Zell-Anergie oder die Erschöpfung der Spender-T-Zellaktivität, und wird als „Immune Escape“ bezeichnet.

Ziel dieses Projektes ist es, ein diagnostisches Panel für Patienten im Rezidiv zu etablieren, welches sowohl immunologisch relevante Veränderungen auf den leukämischen Blasten wie auch auf der T-Zell Ebene detektieren kann.

Methodisch sollen mit Hilfe der Durchflusszytometrie die leukämischen Blasten des Patient bezüglich HLA Klasse II Oberflächenmarkern, immunsupprimierenden Proteinen, co-stimulatorischen Proteinen und anti-phagozytotischen Antigene immunphänotypisch charakterisiert werden wie auch der Aktivitätszustand der lymphatischen Effektorzellen (zytotoxischen und Helfer- T-Zellen, B- und NK-Zellen sowie deren spezifische Subpopulationen) bestimmt werden. Als Untersuchungsmaterial dient bevorzugt Knochenmarksblut, alternativ auch peripheres Blut entweder in Form frisch gewonnener Proben oder kryokonservierter Proben aus der Biobank des UKA.

Die Ergebnisse dieser Untersuchungen sollen – basierend auf dem Patienten-individuellen immun escape Mechanismen – zu einem zielgerichteten Behandlungsplan führen. Die Effektivität der bereits zur Verfügung stehenden Therapien bei Patienten mit Rezidiv nach SZT (immunmodulierenden hypomethylierenden Substanzen, Infusion von Spenderlymphozyten, erneute Stammzelltransplantation vom selben Spender versus eines Alternativspender etc.) sollte aufgrund ihres gezielteren Einsatzes erhöht und die Behandlungsergebnisse verbessert werden können.

Dr. Sebastian Zerwes/ Dr. Malte Kircher, Klinik für Gefäßchirurgie und endovaskuläre Chirurgie/ Klinik für Nuklearmedizin

CXC-Motif Chemokinrezeptor 4-gerichtete Positronen-Emissions-Tomographie/Computer-Tomographie (PET/CT) in Kombination mit Finite-Elemente-Analyse (FEA) zur Rupturprädiktion infrarenaler Aortenaneurysmata

Ein Aneurysma der abdominalen Aorta (AAA) ist eine ballonartige Aussackung der Gefäßwand, welche im Falle einer Ruptur mit einer hohen Mortalität einhergeht.  Die Indikation zur operativen Versorgung eines AAA wird heutzutage noch immer anhand seines Maximaldurchmessers gestellt.  Da der Maximaldurchmesser keine optimale Vorhersagekraft zur Ruptur besitzt, werden fortwährend neue Methoden zur Risikostratifizierung evaluiert. Eine dieser alternativen Methoden sind Finite-Elemente-Modelle/-Analysen (FEM/FEA), die auf dem bildgebenden Verfahren der Computer-Tomographie (CT) basieren und (mechanische) Spannung sowie die Festigkeit der Gefäßwand zur Risikoberechnung heranziehen.
 

Ein weiterer Ansatz ist die molekulare Bildgebung, deren Grundlage die Erkenntnis ist, dass inflammatorische Veränderungen der Gefäßwand wesentlich bei der Entstehung von AAA beteiligt sind und vermutlich auch deren Ruptur begünstigen. Ein alternatives Ziel der molekularen Bildgebung könnte der CXC-Motif Chemokinrezeptors 4 (CXCR4) darstellen. CXCR4 wird in AAA an Lokalisationen mit hoher Entzündungsaktivität, insbesondere auf pro-inflammatorischen Immunzellen überexprimiert.
 

Ziel des Projekts ist es zu prüfen, ob die CXCR4-gerichtete Bildgebung mittels 68Ga-Pentixafor PET/CT alleine bzw. in Kombination mit der FEA neue Erkenntnisse zum Verständnis von Aortenaneurysmen und deren Rupturwahrscheinlichkeit liefern kann. Hierbei soll geklärt werden, inwiefern die Anreicherung des Tracers mit der mittels Finite Elemente Analyse berechneten Wandspannung und damit potentiellen Rupturstellen von Aneurysmen korreliert. So könnte diese Untersuchung langfristig helfen, ein zusätzlicher Baustein zur Bestimmung des individuellen Rupturrisikos für Patienten zu werden und damit möglicherweise zur Etablierung einer maßgeschneiderten Therapie von Aortenaneruysmen beitragen. Das Projekt ist somit in hohem Maße klinisch relevant und zukunftsweisend.

Bestimmung spezifischer IgE aus dem Nasensekret bei Kindern per ISAC-Analyse: Korrelation mit Serumwerten, Interpretation der klinischen Symptomatik und Prüfung der grundsätzlichen Möglichkeit eines neuen, weniger invasiven diagnostischen Instruments bei Allergien.

Thomas Mahler/ PD Dr. Stefanie Gilles, Klinik für Kinder- und Jugendmedizin, Universitätsklinikum Augsburg/ Umweltmedizin

Zur diagnostischen Abklärung von Allergien im Kindesalter ist derzeit entweder ein Bluttest oder ein Hautpricktest erforderlich. Beide Verfahren sind invasiv und werden von Kindern als belastend empfunden. Eine nicht-invasive Alternative zum Bluttest wäre auch aus ärztlicher Sicht äußerst wünschenswert.

Molekulare Allergiediagnostik ermöglicht die gleichzeitige, komponentengenaue Testung auf spezifische IgE Antikörper gegen eine große Zahl von Allergenen. Dieses Verfahren hat sich als hilfreich in Fällen mit unklarer Sensibilisierung oder bei der Abklärung von Kreuz-Sensibilisierungen erwiesen. Vor allem bei Insektengift- oder Nahrungsmittelallergien (NMA) kann es wichtig sein, die klinisch relevanten Allergenkomponenten genau zu identifizieren.
 

Komponenten-aufgelöste Allergiediagnostik mittels ISAC 112 aus Nasensekret weist bei Erwachsenen mit Aeroallergen-Sensibilisierungen eine vergleichbare Performance auf wie die Serum-Diagnostik (Gökkaya et al., Allergy 2020). Zum proof of concept der Anwendbarkeit nasaler, ISAC 112-basierter Allergiediagnostik bei Kindern haben wir kürzlich eine Pilotstudie an 50 Kindern und Jugendlichen mit Aeroallergen-Sensibilisierungen gestartet. Diese Studie wird nun in Zusammenarbeit mit den Autoren der Erststudie erweitert, um zusätzliche Fragestellungen mit aufzunehmen. Anhand von zusätzlichen Patienten und Follow-ups werden wir prüfen, ob der nasale ISAC zur Diagnostik von NMA sowie anderer Allergien, insbesondere bei Kleinkindern und Säuglingen, grundsätzlich geeignet ist.
 

Eine weitere Frage, die wir beantworten möchten, ist, ob der nasale ISAC bei Verdacht auf lokale allergische Rhinitis zur Diagnosestellung beitragen und ob er unterstützend zur klinischen Verlaufskontrolle angewendet werden kann.

Dr. Christina Kirschner/ Dr. Mareike Schimmel, Klinik für Kinder- und Jugendmedizin

Epilepsie-Register Schwaben (EpiReS) - Kinder und Jugendliche

Epilepsie zählt zu den häufigsten chronischen Krankheiten des Kindesalters, die Erkrankung ist häufig mit Komorbiditäten verbunden, welche sich wie die Epilepsie selbst auf die Lebensqualität auswirken können. Bis heute liegen zum Verlauf von Epilepsien im Kindesalter nur begrenzte Daten und v.a. nur zu spezifischen Epilepsieformen vor. Daten zum Verlauf und zur Prognose sind ebenfalls auf einzelne Epilepsieformen begrenzt und beziehen sich auf Erwachsene. Psychosoziale Begleitfaktoren werden meist nicht mit erfasst. Bislang existiert in Deutschland kein Register für Epilepsien im Kindes- und Jugendalter.
 

Ziel der Registerstudie ist daher, epilepsie-bezogene und demographische Daten von Kindern und deren Lebensqualität mit Hilfe von validierten Fragebögen systematisch zu erfassen, um damit die Prävalenz von Epilepsie und deren Unterformen im Kindes- und Jugendlichenalter zu bestimmen. Zudem sollen potentielle Zusammenhänge zwischen epilepsiebezogenen Daten und der Lebensqualität in verschiedenen Bereichen erfasst werden.
 

Aus der prospektiven Studie können zudem der Verlauf, das Therapieansprechen und die Prognose von Epilepsie-Formen abgeleitet werden.
 

Durch die Erfassung der Prävalenz von Epilepsie im Kindes- und Jugendalter kann im Sinne der Versorgungsforschung der Betreuungsbedarf abgeschätzt werden. Zudem können im Verlauf Risikofaktoren für Epilepsien aufgedeckt und evaluiert werden sowie die geistige und körperliche Entwicklung von Kindern mit Epilepsie bis ins Erwachsenenalter erforscht werden.
 

Zudem wird im Rahmen der Studie Blut und in Einzelfällen auch Liquor asserviert und eine Biomaterial-Datenbank für zukünftige Forschungsfragen erstellt.

Dr. Inaki Soto Rey/ Dr. Johannes Raffler, Medizinisches Datenintegrationszentrum (MeDIZ) – Institut für Digitale Medizin (IDM)

Algorithmische, rechnergestützte Methoden können Pathologen bei der Analyse von Gewebeproben unterstützen, indem sie beispielsweise krankhafte Gewebsveränderungen identifizieren. Solche “Clinical Decision Support Systems” (CDSS) sind also Hilfsmittel, um zur Erstellung von präzisen Diagnosen und Prognosen beizutragen. Damit ein CDSS im klinischen Alltag akzeptiert wird, muss es eine transparente und nachvollziehbare Begründung liefern, auf welchen Grundlagen die Einschätzung des CDSS basiert. Im Rahmen des “Klinische Entscheidungshilfen dank erklärbarer Künstlicher Intelligenz am Bespiel des Prostata-Karzinoms” (EKIPRO)-Projektes werden wir einen lernfähigen Deep-Learning-Algorithmus entwickeln, welcher auf Basis von histopathologischen Bildern von Prostatakarzinom-Gewebeproben aus dem Archiv des Institutes für Pathologie und Molekulare Diagnostik des Universitätsklinikums Augsburg diagnostische und prognostische Aussagen treffen kann.  Ziel ist die Vorhersage des Gleason-Scoring zur Klassifikation von Prostatakarzinomen.  Dazu werden wir mit Hilfe der MIScnn-Pipeline auf dem annotierten Bilddatensatz das neuronale Netzwerk (Deep-Learning-Algorithmus) trainieren und validieren. Neben der Entwicklung und Implementierung des Deep-Learning-Ansatzes liegt der Fokus des Projekts auf der transparenten und intuitiven Darstellung der vom Algorithmus verwendeten Entscheidungskriterien (“Explainable AI”).  Die "Explainable AI”-Ansätze werden iterativ durch praktizierende Pathologen im Hinblick auf Verständlichkeit und Nützlichkeit evaluiert und somit sowohl kontinuierlich an die Bedürfnisse des klinischen Alltags angepasst. Ziel ist es, zu evaluieren, welche „Explainable AI“-Ansätze sich für den Anwendungsfall Prostatakarzinom eignen und wie verständlich und hilfreich die Visualisierungen für die Pathologen für die eigene Entscheidungsfindung sind.

PD Dr. Hauke Schneider, Klinik für Neurologie und Klinische Neurophysiologie

Die SAB ist eine der schwersten Formen des hämorrhagischen Schlaganfalls. Ca. 18% der Patienten mit SAB versterben während der Akutbehandlung und in etwa ein Drittel hat ein ungünstiges Langzeitergebnis (Tod oder schwere Behinderung). Die meistgefürchtete Komplikation der SAB ist das Auftreten ischämischer Schlaganfälle ca. 4-14 Tage nach der Initialblutung. Dieses Phänomen, als DCI bezeichnet, kann aktuelle weder vorhergesehen noch verhindert werden. Somit könnte das Finden reliabeler Biomarker grundsätzlich Diagnostik und Therapie der SAB verändern. Mit der frühen Detektion von DCI könnte ein Beitrag geleistet werden, ein frühes therapeutisches Zeitfenster zu definieren, während dessen DCI noch verhinderbar ist.
NETs sind ein Produkt von Überaktivierung von Neutrophilen, was zum Ausstoßen von Chromatin sowie neutrophilen Proteinen nach extrazellulär führt. Es konnte in der Vergangenheit gezeigt werden, dass NETs eine Rolle bei verschiedenen arteriellen und venösen thrombotischen Prozessen spielen. Dazu zählen der Myokardinfarkt und der ischämische Schlaganfall. Zwar wurde exzessives systemisches Inflammationsgeschehen im Zusammenhang mit DCI nach SAB beschrieben, eine potentielle Rolle von NETs in der Pathophysiologie von DCI wurde jedoch bisher nicht untersucht.
Das Ziel von NET-SAH ist es, das Vorliegen von NETs im Plasma von SAB-Patienten nachzuweisen und zu untersuchen ob NETs vorwiegend und in höheren Konzentrationen bei Patienten zu finden sind, die DCI entwickeln. Somit wird in der aktuellen Studie untersucht werden ob NET-Biomarker – zellfreie DNA, Nucleosome / Histone, DNA-Myeloperoxidase (MPO) Komplexe, zitrullinierte Histone, und Peptidylarginindeaminase-4 (PAD4) - im peripheren Blut-Plasma von Patienten mit SAB nachweisbar sind, und ob NET-Biomarker höher prävalent sind (sowie höher konzentriert) bei Patienten die DCI entwickeln. Sollte es sich herausstellen, dass NETs al Biomarker von DCI nutzbar sind, könnte das die Möglichkeit eröffnen, DCI früher zu erkennen, ggf. früher zu behandeln, und damit das klinische Ergebnis nach SAB zu verbessern.

Dr. Alanna Ebigbo, III. Medizinische Klinik

Künstliche Intelligenz (KI) - Systeme gewinnen in den letzten Jahren zunehmend an Bedeutung, insbesondere in der Bild- und Mustererkennung. In der gastrointestinalen Endoskopie sind bereits mehrere Produkte zur Adenomdetektion im Kolon zugelassen.
 

Barrettösophagus
 

Unsere Arbeitsgruppe am Universitätsklinikum Augsburg versucht mittels Deep Learning, die Detektions, Segmentierungs- und Charakterisierungsaufgaben bei der endoskopischen Evaluation des Barrettösophagus (BE) zu lösen. Der BE hat ein signifikantes malignes Potential. Ohne effektive Überwachung, können sich dysplastische Läsion zum Barrettkarzinom (BC) weiterentwickeln. Die frühzeitige Diagnose von BC ist jedoch entscheidend für die Prognose und rechtfertigt die Notwendigkeit effizienter Erkennungs- und Charakterisierungsstrategien. Im frühen Stadium, können Dysplasien und Frühkarzinome minimalinvasiv endoskopisch reseziert werden. Problematisch ist, dass die Erkennung von fokalen Dysplasien oder Frühkarzinomen und die Charakterisierung von Anomalien oder fokalen Läsionen selbst für erfahrene Endoskopiker eine Herausforderung darstellt.
 

Methoden
 

Basierend auf Deep-Learning und Convolutional Neural Networks (CNN), haben wir am Universitätsklinikum Augsburg KI-Modelle („Barrett-Ampel“) entwickelt, die Dysplasien und Frühkarzinome automatisiert detektieren können. Zudem gelingt es die „Barrett-Ampel“ mit hoher Genauigkeit die Außengrenzen der Läsion darzustellen. Zudem versuchen wir.
 

Ausblick
 

In weiteren Arbeiten versuchen wir mittels KI die Tiefenausdehnung des BC zu bestimmen, um die Wahl der Therapieform zu optimieren. Außerdem arbeiten wir daran, die endoskopische Diagnose der eosinophilen Ösophagitis sowie der einheimischen Sprue (Zöliakie) automatisiert zu stellen. Zuletzt werden wir die Sicherheit von therapeutischen Eingriffen durch Gefäß-Frühwarnsysteme während der Submukosadissektion mit Unterstützung der KI optimieren.

Somatic Disorder-Assessment for Pediatric Oncology (SoDA)

Paediatric Cancer-Pain Care (PC²)

Rosemarie Ahnert/ Thomas Traunwieser, Klinik für Kinder und Jugendmedizin, Bayer. Kinderschmerzzentrum/ Kinderkrebsforschungszentrum

Aktuell überleben ca. 80% der Kinder und Jugendlichen eine onkologische Erkrankung, wodurch die Spät- und Langzeitfolgen der Krankheit verstärkt in den Fokus rücken. Dabei führen unter anderem somatische Beschwerden wie anhaltende Schmerzen zu vielfältigen Beeinträchtigungen.
 

Ziel der beiden Projektvorhaben SoDA und PC2 ist eine möglichst breite Erfassung jener Faktoren, die Auswirkungen auf die Entwicklung von Schmerzen nach einer Krebserkrankung haben. Behandler, Eltern und Patienten sollen somit langfristig beim Schmerzmanagement während und nach der Therapie unterstützt werden. Es handelt sich dabei um ein Kooperationsprojekt der Klinik für Kinder und Jugendmedizin des Universitätsklinikums Augsburg bzw. der Fakultät für Informatik und der Fakultät für Statistik der Universität Augsburg.
 

Innerhalb des Projektes SoDA soll ein gleichnamiger Fragebogen zur Abklärung der somatischen Belastungsstörung mit überwiegend Schmerzen nach den Kriterien des DSM-V (Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders – V) entwickelt und validiert werden. Dadurch können fehlende Erkenntnisse zum Thema Schmerzen nach einer onkologischen Erkrankung im Kindes- und Jugendalter gewonnen werden. Zudem soll ein Vergleich der Schmerzprävalenz zwischen verschiedenen onkologischen Entitäten stattfinden, um mögliche Risikogruppen im Spät- und Langzeitverlauf zu identifizieren und charakterisieren. Ergänzend dazu werden medizinische Fragestellungen erhoben, die auf die Schmerzcharakterisierung und die Schmerzmedikation abzielen (PC²). Beide Projektvorhaben sind im deutschsprachigen Raum bisher noch nicht umgesetzt worden und schließen somit eine wichtige Lücke zur Frage der Versorgung von Schmerzen bei onkologisch erkrankten Kindern und Jugendlichen.
 

Finanziert wird das Projekt von der Intramuralen Projektförderung der Universität Augsburg und der Elterninitiative krebskranker Kinder Augsburg – Lichtblicke e.V.

MovE – Motivation for Exercise

Dr. Astrid Röh, Klinik für Psychiatrie, Psychotherapie und Psychosomatik der Universität Augsburg, BKH

Sportliche Bewegung fördert die mentale und körperliche Gesundheit. Die Art, Dauer und Intensität ist bisher jedoch nicht einheitlich geregelt. Die WHO hat allgemeine Empfehlungen für gesunde Erwachsene zum Erhalt der körperliche Fitness formuliert, die sich nicht explizit an Patient:innen richten, die aber eine gute Annäherung darstellen können. Hierbei wird empfohlen, neben Kräftigungsübungen und Dehnübungen pro Woche 150 Minuten aerobes Training (Ausdauertraining) zu absolvieren. Für die Umsetzung der Empfehlung im klinischen Alltag stehen zum Einen Wissenslücken zu den konkreten positiven Effekten auf Seiten der Behandler:innen und der Patient:innen im Wege, auf der anderen Seite auch die geringe Motivation und fehlende Anleitung auf Seiten der Patient:innen.

Die MovE Studie untersucht daher in drei Teilprojekten, wie der Wissensstand zu den positiven Effekten von Sport auf psychische Symptome bei Behandler:innen und Patient:innen ist und welche Hürden und Barrieren existieren, sportlich mehr tätig zu werden. In zwei aufeinander aufbauenden Interventionen wird bei psychiatrischen Patient:innen untersucht, mit welchen Mitteln (Psychoedukation versus konkrete Anleitung) die sportliche Bewegung am besten gefördert werden kann und wie sich dies auf die Symptome auswirkt. Das Ziel ist es, die Patient:innen individuell an die von der WHO formulierten Empfehlungen heranzuführen.

Die Erkenntnisse der Studie tragen dazu bei, dass das Potential von Sport in der Behandlung von psychischen Symptomen und Erkrankungen besser ausgeschöpft wird und dass bestehende Hürden für die Umsetzung abgebaut werden. Es werden konkrete Interventionen erprobt, um die sportliche Bewegung niederschwellig zu fördern.

Interdisziplinäre Untersuchung der klonalen Hämatopoese von unbestimmtem Potenzial (CHIP) bei Patienten mit femoropoplitealen oder femorocruralen Bypassverschlüssen

Dr. med. Elena Streck, Klinik für Gefäßchirurgie und endovaskuläre Chirurgie

Unter klonaler Hämatopoese von unbestimmtem Potenzial (clonal hematopoiesis of indeterminate potential, CHIP) versteht man eine neue prämaligne Entität, die somatische Mutationen in Blut- oder Knochenmarkzellen aufweist, ohne dass phänotypische Stigmata in der Hämatopoese nachweisbar sind. In der Literatur wird ein Zusammenhang zwischen klonaler Hämatopoese und einer erhöhten Mortalität beschrieben.

Neben den epidemiologischen CHIP-Untersuchungen bei hämatologischen Erkrankungen, wurde die Rolle von CHIP in der Pathogenese der Atherosklerose experimentell untersucht. Hierbei zeigte sich, dass diverse CHIP Mutationen fehlerhafte Entzündungsreaktionen der klonalen Blutzellen bei kardiovaskulären Erkrankungen auslösen. Insbesondere für TET2- mutierte bzw. -defiziente Monozyten/Makrophagen wurde ein proinflammatorischer Phänotyp in atherosklerotischen Läsionen beschrieben. Darüber hinaus wurde gezeigt, dass die Blockade der IL-1-mediierten Entzündungsreaktionen zu einer Verringerung der CHIP-assoziierten Atherosklerose im Mausmodell führt.

Das Ziel dieser Arbeit ist die CHIP-Untersuchung von Patienten mit Bypassverschluss nach Rekanalisation bei peripherer arterieller Verschlusskrankheit im Rahmen der Atherosklerose-Forschung. Es soll die Frage geklärt werden, ob es einen Zusammenhang zwischen Mutationen und einem Bypassverschluss, sowie einer langfristigen Offenheitsrate von Bypässen gibt. Zudem haben wir die Vision, dass CHIP zukünftig als Biomarker für frühzeitige therapeutische Interventionen genutzt werden kann.

Diagnostischen Genauigkeit der Photon-Counting Detector CT in der Visualisierung von Knochenmarködemen

Dr. Judith Becker (geb.Kasper), Diagnostische und Interventionelle Radiologie und Neuroradiologie

Die radiologische Diagnostik hat bei akut-traumatologischen Fragestellungen einen hohen Stellenwert und diese Fragestellungen machen einen erheblichen Anteil aller radiologischen Untersuchungen aus.

Eine vielversprechende neue Entwicklung im Bereich der Computertomographie bei akut-traumatologischen Fragestellungen ist der Einsatz spektraler Akquisitionstechniken zur Darstellung von Knochenmarködemen. Die neueste Generation von CT-Scannern, sog. Photonen-zählende CT-Geräte, erzeugen diese spektrale Information bei jedem Scan, ohne dass dadurch die Strahlendosis für den Patienten steigt. Dies verspricht, auch CT-morphologisch ansonsten okkulte Frakturen erkennbar zu machen. In bisherigen Studien früherer spektraler CT-Verfahren zeigen sich bereits gute Ergebnisse in der Erkennung von okkulten Frakturen und von Knochenmarködemen.

Trotz dieser vielversprechenden Ergebnisse haben spektrale Akquisitionstechniken bei akut-traumatischen Pathologien bisher keinen Einzug in Leitlinien gefunden. Einer der Gründe hierfür ist die derzeit noch eingeschränkte Datenlage mit vorwiegend retrospektiven Studien mit geringen Fallzahlen. Ziel dieser Studie ist es, die auf spektralen Daten eines modernen Photonen-zählenden CT-Scanners basierende Darstellung eines Knochenmarködems mit der MRT als Referenzstandard für den Nachweis von Knochenmarködemen zu vergleichen und zu korrelieren.

Influence of daily preoperative step volume and preoperative incentive spirometry training on pulmonary complications after upper abdominal cancer surgery: a double-blind randomised controlled trial

Dr. Matthias Schrempf, Klinik für Allgemein-, Viszeral- und Transplantationschirurgie

Hintergrund:

Onkologische Operationen des oberen Gastrointestinaltrakts sind mit einer hohen Rate an pulmonalen Komplikationen assoziiert. Es gibt Hinweise darauf, dass ein präoperativ begonnenes Atemtraining im Vergleich zu einem postoperativ begonnenen Atemtraining die Rate an postoperativen pulmonalen Komplikationen reduziert und auch die präoperative körperliche Aktivität invers mit dem Auftreten von Komplikationen korreliert.

Komplikationen nach onkologischen Resektionen wirken sich negativ auf Mortalität, Lebensqualität und tumorfreies Überleben aus. Diese Studie soll untersuchen, ob ein präoperativ begonnenes Atemtraining die Rate an pulmonalen Komplikationen reduziert und zu welchem Ausmaß die tägliche präoperative Schrittzahl vor onkologischen Eingriffen im Oberbauch mit der Komplikationsrate korreliert.

Studiendesign:
 

Dies ist eine 2-armige doppelt-blinde randomisierte Überlegenheitsstudie mit der Hypothese: ein präoperativ begonnenes, spirometerbasiertes Atemtraining im Rahmen von onkologischen Oberbaucheingriffen führt im Vergleich zu einem postoperativ begonnenen Atemtraining zu einer Reduktion von postoperativen pulmonalen Komplikationen.

Die Randomisation erfolgt mittels stratifizierter permutierter Blockrandomisation.

Registrierung:
 

WHO UTN: U1111-1265-4329

Deutsches Register Klinischer Studien: DRKS00025102

Primärer Endpunkt:
 

Rate an postoperativen pulmonalen Komplikationen während des Krankenhausaufenthalts

Sekundäre Endpunkte (Auszug):
 

Gesundheitszustand am postoperativen Tag 15, 30 und 90 erhoben mittels EQ-5D-5L

Lebensqualität am postoperativen Tag 15, 30 und 90 erhoben mittels QLQ-C30

Rate an postoperativen thromboembolische Komplikationen

Gesamtkomplikationsrate

Kumulative Inzidenz pulmonaler Komplikationen

Dauer des Krankenhausaufenthalts

Einschlusskriterien:
 

Geplante Resektion aufgrund einer gesicherten oder vermuteten Neoplasie von Ösophagus, Magen, Pancreas, Duodenum, Gallenwegen und Leber (inkl. Lebermetastasen).Influence of daily preoperative step volume and preoperative incentive spirometry training on pulmonary complications after upper abdominal cancer surgery: a double-blind randomised controlled trial

Dr. Christoph Laub, Klinik für Neurologie und klinische Neurophysiologie, Universitätsklinikum Augsburg

Prospektive Beobachtungsstudie anhaltender neurologischer und neuropsychologischer Symptome nach COVID-19 Erkrankungen (NeuCo Studie)
 

Die akute Erkrankung durch SARS-CoV2 kann alle Organsysteme betreffen, meist stehen jedoch Symptome der Atemwege im Vordergrund.  Als Post-COVID-19 Syndrom werden Symptome bezeichnet, die im Zusammenhang mit einer COVID-19 Erkrankung oder auch danach aufgetreten sind und mehr als 12 Wochen nach Erkrankung noch vorliegen und nicht anderweitig erklärt werden können. Etwa die Hälfte der post- COVID-19 Patienten leiden an neuropsychiatrischen Symptomen. Zu diesen langanhaltenden Symptomen zählen unter anderen Fatigue, Schwindel und Gangunsicherheit, Gedächtnis- Konzentrations- oder Aufmerksamkeitsstörungen, Kopf- oder Muskelschmerzen. Die Pathophysiologie, der Verlauf und die Prognose dieser Symptome sind bislang noch ungeklärt. Ziel unserer Studie ist die Objektivierung, Zuordnung, Dokumentation und Verlaufsbeobachtung der neuropsychiatrischen Symptome. Dies soll zum Verständnis der Krankheitsentstehung beitragen und letztlich eine zielgerichtete Behandlung ermöglichen.
 

An der Studie können Personen zwischen 18 und 90 Jahren nach durchgemachter und PCR-bestätigter COVID-19 Erkrankungen teilnehmen, die an langanhaltenden Symptome leiden. Im Rahmen der Studienteilnahme werden diese Symptome ausführlich untersucht und in mehreren Untersuchungen über einen Zeitraum von 12 Monaten beobachtet. 

Photon-Counting-Detektor-basierte CT-Bildgebung von Herz und Thorax – prospektive klinische Studien zu Dosiseffizienz und diagnostischem Mehrwert

Dr. Franziska Braun, Klinik für Diagnostische und Interventionelle Radiologie und Neuroradiologie

Die Computertomographie (CT) – ein auf Röntgenstrahlung basierendes Schnittbildverfahren – hat einen hohen Stellenwert in der Diagnostik von Herz- und Lungenerkrankungen. Die Klinik für Diagnostische und Interventionelle Radiologie und Neuroradiologie des Universitäts-klinikums Augsburg verfügt als eines der ersten Zentren weltweit über einen für den klinischen Routineeinsatz zugelassenen CT-Scanner mit Photonen-zählendem Detektor. Dieser CT-Scanner unterscheidet sich von bisherigen Geräten durch seine neuartige Detektor­technologie, einem sog. Photonen-zählenden Detektor (engl.: photon-counting detectors, PCD). Detektoren registrieren die von der Röntgenröhre ausgesandte Röntgenstrahlung. Photonen-zählende Detektoren versprechen große Vorteile hinsichtlich der Bildqualität bei Reduktion der erforderlichen Strahlungsdosis. Zudem stellt die PCD-CT-Bildgebung eine neuartige Technologie der sog. „Multi-Energy-CT-Bildgebung“ dar, welche vielfältige Nachverarbeitungsmöglichkeiten für den klinischen Einsatz bietet. Aufgrund der Neuartigkeit der Technologie liegen bislang nur wenige Daten zur Dosiseffizienz von PCD-CT-Scannern und zur Zuverlässigkeit der PCD-basierten Multi-Energy-CT-Bildgebung aus größeren Patienten-kollektiven vor.

Ziel dieses Projektes ist es, anhand zweier prospektiver klinischer Studien die PCD-CT-Technologie im Bereich der kardiovaskulären und thorakalen CT-Bildgebung systematisch wissenschaftlich zu untersuchen. Unsere übergeordneten wissenschaftlichen Fragestellungen sind:
 

a) Die prospektive Evaluation der Dosiseffizienz von PCD-basierten CT-Untersuchungen des Herzens (Coronar-CT) und Korrelation mit der Dosiseffizienz früherer CT-Geräte-generationen.
 

b) Der prospektive Vergleich von Bildqualität und Strahlungsdosis moderner CT-Scanner (inklusive PCD-CT) bei der Darstellung von thorakalen Pathologien mittels einer prospektiven randomisierten Studie.

Dr. Inge Kirchberger, Lehrstuhl für Epidemiologie, Medizinische Fakultät, Universität Augsburg

Biologische Mechanismen für das Auftreten des Fatigue-Syndroms: Identifikation von spezifischen Biomarkern bei unterschiedlichen Erkrankungen (FABIO)

Chronische Erschöpfung oder „Fatigue“ ist ein Phänomen, das häufig bei Erkrankungen, wie zum Beispiel Krebserkrankungen, neurologischen Erkrankungen wie Schlaganfall und Multiple Sklerose und Krankheiten des Immunsystems, auftritt. Fatigue hat negative Konsequenzen für Lebensqualität, Erwerbsfähigkeit und Rehabilitation der Betroffenen und ist mit einer erhöhten Mortalität assoziiert. Die biologischen Ursachen von Fatigue sind jedoch größtenteils unbekannt.
 

Die Fragestellung dieser Studie ist, welche Biomarker zwischen Personen mit Fatigue und Personen ohne Fatigue mit oder ohne komorbiden Erkrankungen differenzieren. Dazu wird exploriert, inwieweit sich Schlaganfallpatienten mit Fatigue von Schlaganfallpatienten ohne Fatigue hinsichtlich ihres Zytokin- und Proteomprofils unterscheiden.
 

Auswertungsgrundlage sind je 100 zufällig ausgewählte Patienten mit und ohne Fatigue aus den 948 Teilnehmenden der Schlaganfall Kohorte (SCHANA). Für diese Patienten werden 48 Zytokine des „Human Cytokine Screening Panel“ sowie 16 Zytokine des „Th17 Panels“ der Fa. Biorad bestimmt. Darüber hinaus werden 92 Proteine aus dem Bereich „Immunantwort“ gemessen, die an wichtigen biologischen Prozessen wie adaptive Immunantwort, Abwehrreaktion auf Viren, Lymphozytenaktivierung, Entzündungsreaktion und Zytokin-vermittelten Signalwegen beteiligt sind. Für den Vergleich des Zytokinprofils von Schlaganfallpatienten mit und ohne Fatigue werden Stichproben von 100 Patienten mit schwerer Depression (Teilnehmende der DELTA-Studie) und 100 gesunden Personen aus der Allgemeinbevölkerung (Teilnehmende der MEIA-Studie) herangezogen.

Dies Studienergebnisse werden Hinweise auf spezifische Biomarker geben, die an der Entstehung von Fatigue beteiligt sein könnten und in weiteren Studien genauer untersucht werden sollten.

Tabakentwöhnung bei Patienten mit pulmonalen Karzinomen

Marcus Gertzen, Klinik für Psychatrie, Psychotherapie und Psychosomatik, BKH

Die Tabakabhängigkeit konnte vielfach als bedeutender Faktor bei der Entstehung von pulmonalen Karzinomen dargestellt werden1. Häufig rauchen Patienten mit pulmonalen Karzinomen während der Diagnosestellung noch immer – auch aufgrund der schwere dieser Abhängigkeitserkrankung2. Dabei existieren etablierte pharmakologische und psychotherapeutische Strategien zur Tabakentwöhnung. Das UKA hat hierfür in Kooperation mit dem BKH Augsburg ein umfassendes und leitliniengerechtes Konzept zur Tabakentwöhnung realisiert mit den Elementen aufsuchender Arbeit inklusive pharmakologischer Therapieunterstützung, einer Psychotherapiegruppe zur Tabakentwöhnung und einer Telefonsprechstunde.
 

Unsere Studie zur Tabakentwöhnung bei Patienten mit pulmonalen Karzinomen (TEMPO) richtet sich somit genau an diese Betroffenen und widmet sich den Fragestellungen:
 

1. Wie sich rauchende Menschen mit pulmonalen Karzinomen im Vergleich zu nicht-rauchenden Menschen mit solchen Karzinomen in Bezug auf Ihre psychische Gesundheit und Lebensqualität unterscheiden

2. Wie sich ein multiprofessionelles und aufsuchendes Konzept auf die Lebensqualität und die Abstinenz von rauchenden Menschen mit einem pulmonalen Karzinom auswirkt

3. Welche Elemente des neuen Programms am erfolgversprechendsten sind und am besten angenommen werden
    

Ziel dieser Studie ist demzufolge die wissenschaftliche Evaluierung des Programmes und somit die Verbesserung beziehungsweise weitere Optimierung der Versorgungssituation von Betroffenen. Das Projekt wird durch Mitteln der Medizinischen Fakultät gefördert.

Identifizierung der Funktion von Vδ1 T-Zellen in der Progression der Atherosklerose bei Patienten mit peripherer arterieller Verschlusskrankheit im Stadium IIb–IV

Viktoria Peters, Klinik für Gefäßchirurgie und endovaskuläre Chirurgie

Die Mechanismen der adaptiven Immunantwort bei der Entstehung und Aufrechterhaltung der atherosklerotischen Entzündung sind bislang weitgehend unbekannt und sind daher ein aktuelles Thema in der Forschung. Von besonderem Interesse sind γδ T-Zellen, die eine Schnittstelle zwischen dem angeborenen und adaptiven Immunsystem darstellen. Diese Zellen sind, ähnlich den „klassischen“ regulatorischen T-Zellen, an der Aufrechterhaltung der Selbsttoleranz und an der Regulierung der pathophysiologischen Immunantwort durch suppressive Wirkung auf die anderen T-Zellpopulationen beteiligt. In der Atherosklerose-Forschung gibt es zahlreiche Hinweise auf eine wichtige Rolle der regulatorischen T-Zellen für die Progression der Atherosklerose, jedoch weniger über die Rolle der γδ Zellen.

Im menschlichen peripheren Blut sind hauptsächlich zwei Subpopulationen der γδ-T-Zellen zu finden, Vδ1 und Vδ2, von denen den Vδ1 Zellen eine hohe immunsuppressive Wirkung zugeschrieben wird. Eine Veränderung der Zusammensetzung von Vδ1-T-Zellen im Blut bei Patienten mit symptomatischer Stenose der Arteria carotis interna wurde beschrieben, wobei die Verminderung der Zahl an Vδ1 T-Zellen mit dem Schweregrad der Symptome der ACI-Patienten korrelierte.

Die Methode der Isolation und Analyse von Vδ1 Zellen stellt nach wie vor eine Herausforderung bei extrem wenig Zellen im Blut dar.

Ziel dieser Studie ist die Charakterisierung von γδ Zellen aus peripherem Blut von Patienten mit peripherer arterieller Verschlusskrankheit (pAVK) im Stadium IIb bis IV. Der Fokus liegt hierbei auf der durchflusszytometrischen Bestimmung der Häufigkeit von Vδ1 Zellen und der Optimierung des Protokolls zur Vδ1-Isolation für das Testen der Immunsuppression.

E-Cadherin als prognostischer Marker bei Patienten mit Magenkarzinom mit neoadjuvanter Chemotherapie

Nora Karsten, III. Medizinische Klinik

Adenokarzinome des oberen Gastrointestinaltrakt sind ein weltweit häufiges Krankheitsbild mit steigender Inzidenz. Dabei gehört das Magenkarzinom zu den Tumorentitäten mit der ungünstigsten Prognose. Die Fähigkeit von Tumorzellen, vom Primärtumor zu migrieren und Metastasen zu bilden ist der treibende Mechanismus einer malignen Tumorerkrankung und Haupttodesursache von Krebspatienten.  Stadiengerecht ist eine perioperative Chemotherapie eine häufige Therapieoption. Ziel ist es, präoperativ mittels down-sizing die Resektabilität zu erhöhen. 
 

Die Rolle des Zell-Zell-Adhäsionsmoleküls E-Cadherin in der Tumorgenese und Metastasen Entwicklung ist komplex und vielfältig. Aktuelle Studien unterstreichen die Bedeutung von E-Cadherin in Bezug auf die Ausbildung von Chemotherapie-Resistenz und Prognose. Wir planen im ersten Schritt eine histopathologische Untersuchung zur Expression von E-Cadherin bei Patienten mit Magenkarzinomen sowie Korrelation und eventuellen Einfluss auf Prognose bzw. Rezidivrisiko anhand klinischer Verlaufsparameter. Konkret ist hierfür zunächst eine Pilotstudie an 30 Präparaten mit Magenkarzinom geplant, die vor 10 Jahren endoskopisch oder chirurgisch reseziert wurden.
 

Die Überwindung von Chemotherapie-Resistenzen stellt eine große Herausforderung in der Therapie von Krebspatienten dar.  Mit dieser Grundlagenarbeit planen wir die Expression von E-Cadherin als mögliche Marker für das Ansprechen einer Chemotherapie bei Patienten mit Adenokarzinomen des Magens, immunhistochemisch zu untersuchen und damit zu einem besseren Verständnis dieser komplexen molekularen Vorgänge und Interaktionen beitragen. Die Mechanismen der metastasierenden Rezidivneigung besser zu verstehen, ist eine Schlüsselkomponente im Kampf gegen die Mortalität von Krebserkrankungen.

Stellenwert des Bauchwandverschlusses mit fortlaufender Naht in Kombination mit Retentions-Zwischennähten der Bauchwandfaszie nach medianer Notfall-Laparotomie. CONIAC-Studie (“continous and interrupted abdominal-wall closure”)

Dr. Sebastian Wolf, Klinik für Allgemein-, Viszeral- und Transplantationschirurgie

Hintergrund

Notfall-Laparotomien sind mit einem hohen Risiko für Heilungsstörungen der Bauchwandfaszie wie Platzbäuchen und Narbenhernien vergesellschaftet. Die europäische Herniengesellschaft empfiehlt zum Verschluss von elektiven medianen Laparotomien eine fortlaufende Naht mit einem langsam resorbierbaren monofilen Faden. Die optimale Technik zum Verschluss der Bauchwandfaszie nach Notfall-Laparotomie ist bei fehlender Evidenz unklar.

Das Ziel der Studie ist zu definieren, welchen Einfluss eine fortlaufende Naht in Kombination mit Retentionsnähten der Faszie gegenüber einer alleinigen fortlaufenden Naht zum Faszienverschluss bei medianer Laparotomie in der Notfallsituation auf die Rate an Platzbäuchen und Narbenhernien hat.

Methoden

Es handelt sich um eine monozentrische, prospektive, randomisierte Studie mit einem zweiarmigen Parallelgruppendesign mit einer 1:1 Allokation. Patienten nach Notfall-Laparotomie werden intraoperativ in zwei Gruppen randomisiert. Anschließend wird die Bauchwandfaszie entweder nur mit einer fortlaufenden Naht mit einem langsam resorbierbaren, monofilen Faden oder in Kombination mit Zwischennähten in Einzelnahttechnik verschlossen. Die Fallzahlschätzung beruht auf der vorhandenen Literatur mit einer Gruppengröße von n = 111 Patienten pro Gruppe. Als primärer Endpunkt wurde die Rate an postoperativen Fasziendehiszenzen festgelegt (definiert als Platzbauch 30 Tage oder Narbenhernie 12 Monate nach Operation).

Diskussion

Es handelt sich hier um ein prospektive Studie zur Evaluation ob der Verschluss der Bauchwandfaszie mittels fortlaufender Naht in Kombination mit Retentions-Zwischennähten zu einer besseren Heilung der Faszie führt als eine alleinige fortlaufende Naht. Diese Studie soll hierdurch zu einer Reduktion der postoperativen Komplikationen nach einer Notfall-Laparotomie beitragen.

Schmerz und Schlaf bei älteren Menschen mit und ohne Demenz: Eine Pilotstudie zur Methodenetablierung

Dr. Giulia Zerbini, Lehrstuhl für Medizinische Psychologie und Soziologie, Medizinische Fakultät, Universität Augsburg

Die Prävalenz von Schmerzerkrankungen steigt deutlich mit dem Alter mit Prävalenzraten um 50% bei älteren Menschen. Diese erhöhte Schmerzprävalenz findet sich sowohl bei kognitiv gesunden älteren Personen als auch bei älteren Personen mit Demenz und sie geht einher mit Veränderungen im Schmerzsystem selbst, wie z.B. eine defizitäre endogene Schmerzhemmung. Auf der Suche nach den zugrundeliegenden Mechanismen für die alters- und demenzbedingten Schmerzveränderungen konnten wir zeigen, dass neuronale Degeneration in präfrontalen Arealen eine Rolle zu spielen scheint. Diese neuronale Degeneration in präfrontalen Arealen erklärt aber nur einen kleinen Teil der beobachteten alters- und demenzbedingen Schmerzveränderungen (<15%). Somit gilt es in zukünftigen Studien noch weitere Faktoren zu identifizieren, welche der erhöhten Schmerzvulnerabilität (bzw. die defizitäre Schmerzhemmung) bei älteren Menschen mit und ohne Demenz zugrunde liegen könnten.

Im Rahmen dieser Studien soll untersucht werden, ob die erhöhte Schmerzvulnerabilität bei älteren Menschen mit und ohne Demenz im Zusammenhang mit Veränderungen im Schlaf stehen. Die Auswahl von Schlaf als mögliche erklärende Variabel basiert zum einen darauf, dass gestörter Schlaf die Schmerzsensitivität erhöht und zum anderen darauf, dass Schlafstörungen häufiger im Alter und bei Menschen mit Demenz auftreten. Unsere Hypothese ist, dass ältere Gesunden und besonders Menschen mit Demenz schlechter schlafen und dass dies zu einer erhöhten Schmerzvulnerabilität beiträgt. Schmerzen werden experimentell-kontrolliert im Labor induziert und erfasst. Die Schlaferfassung erfolgt sowohl über Fragebögen als auch über Polysomnographie (PSG) und Aktigraphie.