Erkrankungsschwerpunkte

Die Bedeutung des Themas Infektion muss inmitten der Corona-Pandemie nicht betont werden. Auch im 21. Jahrhundert bleiben Infektionskrankheiten eine große Gefahr für die Gesundheit weltweit. Neben neu auftretenden Infektionserregern verschärft die Antibiotika-Resistenzkrise die Lage und droht, der Gesellschaft den medizinischen Fortschritt der letzten 100 Jahre zu entreißen.

Mit ihrem Erkrankungsschwerpunkt „Infektion und Entzündung“ trägt die UMG zur Lösung des Problems bei. Die Greifswalder Forschungsstrategie setzt auf Multi-Omics-Techniken, besonders Proteomics und Immunoproteomics, um die Interaktion von Erreger und Wirt zu beleuchten und die Pathogenese aufzuklären. Dafür kooperiert die international sichtbare Verbundforschung der UMG eng mit Arbeitsgruppen der Mathematisch-Naturwissenschaftlichen Fakultät. Die Verbünde werden seit 2003 von der DFG gefördert:

• Graduiertenkolleg 840 „Wechselwirkungen zwischen Erreger und Wirt bei generalisierten bakteriellen Infektionen“ (bis 2013)
• Sonderforschungsbereich Tansregio 34 „Pathophysiologie der Staphylokokken in der post-genomischen Ära“ (bis 2018)
• Graduiertenkolleg 1870 „Bakterielle Infektionen der Atemwege“ (bis 2020)
• Graduiertenkolleg 2719 - PRO „Proteasen bei Pathogen und Wirt: Bedeutung bei Entzündung und Infektion – GRK-PRO“ (ab 10/2021)

Entzündung ist alltäglich. Sie entsteht, wenn das Immunsystem Gefahr erkennt, z.B. bei Infektionen oder bei Zell- und Gewebezerstörung. Dann werden Immunzellen aktiviert und bewegen sich zum Ort des Geschehens. Diese Reaktion ist lebenswichtig, kann dem Organismus aber auch schaden: Wenn sie sich gegen falsche Ziele richtet wie z.B. körpereigene Strukturen, wenn sie übermäßig stark ist oder wenn sie sehr lange andauert. Deshalb betrifft die Thematik auch die anti-entzündlichen Regulationsprozesse, die den Organismus nach einer Entzündung schnell in die Homöostase zurückführen.

An der UMG wird Entzündung bei Infektionen untersucht und bei anderen Erkrankungen, die durch eine Fehlregulation der Immunantwort erklärt werden können. Beispiele sind die dilatative Kardiomyopathie, die Pankreatitis, die multiple Sklerose sowie Störungen der Blutgerinnung. Auch in SHIP ist Entzündungsforschung bedeutsam, führen doch Übergewicht oder mangelnde Zahnhygiene zu einer schwelenden Entzündungsreaktion, die zwar meist gering ausgeprägt ist, auf lange Sicht jedoch Krankheiten auslösen oder begünstigen kann.

Neben den oben genannten Verbünden, die entzündliche Reaktionen auf Infektionen thematisieren, widmen sich weitere DFG-geförderte Verbünde dem Thema Entzündung.

• Sonderforschungsbereich Transregio 19 ”Inflammatorische Kardiomyopathie – Molekulare Pathogenese und Therapie” (bis 2012)
• Sonderforschungsbereich Transregio 240 "Thrombozyten – molekulare, zelluläre und systemische Funktionen unter physiologischen und pathologischen Bedingungen" (seit 2018)
• Graduiertenkolleg 1947 „Biochemische, biophysikalische und biomedizinische Effekte reaktiver Sauerstoff- und Stickstoffspezies auf biologische Membranen - BiOx" (bis 2019)

Vor allem bakterielle Infektionen bereiten oft diagnostische Schwierigkeiten, welche die Therapie verzögern und die Prognose verschlechtern. Beispiele sind Sepsis, Endokarditis, Gelenkprothesen-Infektionen und Ventilations-assoziierte Pneumonien. Hier wird der UMG-Erkrankungsschwerpunkt „Infektion und Entzündung“ unmittelbar klinisch relevant. Drei von fünf Projekten, die in der ersten Runde der Landesexzellenzinitiative gefördert wurden, thematisieren „Infektionen und Entzündung“ mit translationalem Anspruch. Dabei haben die drei Projekte „Card-ii-Omics“, „KoInfekt“ und „PePPP“ die Zusammenarbeit der UMG mit der Universität und Universitätsmedizin Rostock (UMR) sehr beflügelt. Durch das Projekt „KoInfekt“, das bakto-virale Ko-Infektionen thematisiert, wurde auch die Kooperation mit dem Friedrich-Loeffler-Institut, Bundesforschungsinstitut für Tiergesundheit in Greifswald-Riems, in einem Konsortium institutionalisiert.

Ein wissenschaftlicher Schwerpunkt der UMG liegt in der Epidemiologie und Prävention kardiovaskulärer Erkrankungen sowie der Erforschung der zugrundeliegenden molekularen und immunologischen Krankheitsmechanismen. Als einer von sieben Standorten des DZHK hat die UMG große populations-basierte Kohorten (SHIP, NAKO), Patient*innenkohorten (GANI_MED) sowie mehrere Herzinsuffizienz- und Kardiomyopathiekohorten (SFB TR 19) rekrutiert. Am Aufbau der klinischen Infrastruktur des DZHK waren mehrere Forscher*innen der UMG federführend beteiligt, die ebenfalls in verschiedenen Gremien (z.B. Use and Access Committee, Translational Research Group, Treuhandstelle) vertreten sind. Mit Unterstützung des DZHK hat die UMG ein Herz-Kreislauf-Untersuchungs- und Trainingszentrum aufgebaut, in dem eine standardisierte Phänotypisierung erfolgt. Zu dem dort angebotenen Untersuchungsprogramm gehören u.a. Echokardiographie, Spiroergometrie, Lungenfunktionsmessung, verschiedene Messverfahren der Endothelfunktion, Pulswellenanalyse und Aktimetrie. Zusätzlich werden verschiedene Bioproben gewonnen, die u.a. molekular analysiert oder dem Biobanking zugeführt werden.

In SHIP wird die Bedeutung von kardiovaskulären Risikofaktoren in der Allgemeinbevölkerung systematisch untersucht. Im Rahmen internationaler Konsortien (u.a. CHARGE, HERMES, PROG-IMT) sind Wissenschaftler*innen der UMG teilweise federführend an der Beschreibung genetischer Hintergründe kardiovaskulärer Phänotypen beteiligt. Im GANI_MED-Projekt konnte eine große Patient*innenkohorte mit Herzinsuffizienz (n=2.000) rekrutiert werden, für die kontinuierlich ein Morbiditäts- und Mortalitäts-Follow-up erfolgt.

Die translationalen Projekte der kardiovaskulären Forschung befassen sich u.a. mit der Entwicklung pharmakologischer und nicht-pharmakologischer Interventionen zur Prävention und Therapie der Herzinsuffizienz und anderer Herz-Kreislauf-Erkrankungen. Es werden Forschungsprojekte zu individualisierten Interventionen durch körperliches Training durchgeführt, die jeweils durch (tier-)experimentelle Projekte ergänzt werden. Zudem wird der Einsatz von eHealth zum kontinuierlichen Monitoring von Funktionsparametern des Herz-Kreislauf-Systems und als Interventionstool in internationalen Kooperationen untersucht.

Experimentelle und klinische Studien sind den Störungen der angeborenen Immunität sowie der zellulären und humoralen Immunität bei Herzinsuffizienz und Kardiomyopathien gewidmet. Die kardialen Effekte einer Eliminierung von Autoantikörpern mittels Immunadsorptionstherapie werden klinisch weltweit erstmals durch eine prospektive randomisierte multizentrische internationale Studie unter Greifswalder Leitung bei Patient*innen mit dilatativer Kardiomyopathie untersucht. Die UMG hatte ferner zusammen mit Arbeitsgruppen der Mathematisch-Naturwissenschaftlichen Fakultät das vom BMBF geförderte Zentrum für Innovationskompetenz – Humorale Immunreaktionen bei kardiovaskulären Erkrankungen (ZIK-HIKE) gegründet.

Ein translationales Projekt untersucht aktuell die inflammationsbedingten Änderungen des kardialen und muskulären Proteinstoffwechsels bei Herzinsuffizienz und kardialer Kachexie. In experimentellen Projekten werden ferner kardioprotektive Faktoren, die in kardialen Fibroblasten und Stammzellen bei der Entstehung einer Herzinsuffizienz gebildet werden, untersucht. Ein in Kooperation mit der Universitätsmedizin Rostock durchgeführtes und vom BMBF gefördertes Projekt (RESPONSE) ist der Interaktion von Blutzellen mit Gefäßwandzellen und Gefäßimplantaten gewidmet. Bei allen Projekten wird ein breites molekularbiologisches Methodenspektrum eingesetzt. Zudem werden zahlreiche transgene Tiere und krankheitsrelevante Tiermodelle verwendet, um die Relevanz der erhobenen Befunde zu bestätigen. Präklinische Tiermodelle und humane Proben sollen den translationalen Ansatz stärken.

Die wissenschaftliche Expertise der Arbeitsgruppen der kardiovaskulären Forschung konnte durch zahlreiche Publikationen in renommierten internationalen Zeitschriften, Einwerbungen kompetitiver Drittmittel (u.a. EU, DFG, BMBF) und Beteiligungen an lokalen und überregionalen Forschungsverbünden belegt werden. Klinisch hat die Herz-Kreislauf-Medizin eine herausragende Expertise in der Diagnostik und Therapie der Herzinsuffizienz und der Myokarderkrankungen sowie in der Elektrophysiologie.

Neurologische und psychische Erkrankungen wie Schlaganfall, Epilepsie, Demenz und Depression gehören zu den Volkskrankheiten, die die häufigste Ursache für Invalidität darstellen und die Lebensqualität von Patient*innen und Angehörigen in besonderem Maße einschränken. Gleichzeitig weisen sie bereits jetzt eine sehr hohe Prävalenz in der Bevölkerung auf (bei älteren Menschen bis 10 % für Demenz oder 15 % für Depression), und werden als alters-assoziierte Erkrankungen aufgrund der demographischen Entwicklung in den folgenden Jahren massiv zunehmen. Daher ist neben der Erforschung neuer Therapieansätze insbesondere die Prävention künftiger Erkrankungen, sowie die optimale und wohnortnahe Versorgung von Menschen, die bereits an diesen Erkrankungen leiden, ein zentrales Anliegen der Forschung in Greifswald.

An der UMG werden Menschen mit diesen Erkrankungen in den Kliniken für Neurologie und für Psychiatrie umfassend versorgt z.B. in einer zertifizierten überregionalen Stroke Unit oder in einem zertifizierten Epilepsiezentrum. Auch die Versorgung dementieller und psychischer Erkrankungen insbesondere mit begleitenden metabolischen Erkrankungen und Adipositas ist exzellent und reicht von ambulanter, (teil-)stationärer und rehabilitativer Versorgung bis zu telemedizinischen und präventiven Angeboten. Dieses klinische Angebot wird ergänzt durch versorgungsnahe Forschungsprojekte z.B. durch GBA-finanzierte Projekte zur telemedizinischen Versorgung akuter und chronischer neurologischer Erkrankungen oder zu schweren psychischen Erkrankungen und somatischer Komorbidität. Hier kann die UMG durch ihre Stellung als Maximalversorger in einer ländlichen Gegend mit oft schwieriger Erreichbarkeit von fachärztlicher Expertise für die alternde Bevölkerung neue Wege für die ganze Republik aufzeigen. Zudem sind die Neurologie und die Psychiatrie eingebunden in wichtige nationale Verbundprojekte wie das Deutsche Zentrum für Neurodegenerative Erkrankungen (DZNE), das Netzwerk der Universitätsmedizin (NUM) oder die NAKO Gesundheitsstudie, die sich intensiv der Prävention und Therapie von Volkskrankheiten widmen.

Spitzenforschung auf international anerkanntem Niveau wird in den aktuell durch die DFG, das BMBF, und die EU (Horizon2020) geförderten Projekten betrieben. Als Beispiele sind zu nennen der Sonderforschungsbereich, der untersucht, unter welchen Voraussetzungen das Gehirn Informationen aufnimmt und festigt, und wann und warum es vergisst (SFB 1315 "Gedächtniskonsolidierung“); die Risikoanalysen zu Schlafstörungen und -apnoe und Adipositas auf Gehirnalterung und Neurodegeneration; oder multizentrische, DFG- oder BMBF-geförderte klinische Studien zu neuen Therapie- und Rehabilitationsansätzen in der Schlaganfall- und Demenzforschung, die in internationalen Spitzenjournalen veröffentlicht werden (Lancet, BMJ).

Der Erkrankungsschwerpunkt Krebs ist seit 2020 mit der Gründung des CCC-MV (gemeinsam mit dem Partner-Standort Rostock) als jüngster Erkrankungsschwerpunkt in der UMG-Forschungslandschaft initiiert worden. Er bettet sich hier mit weitreichenden Schnittmengen in die Forschungsschwerpunkte der UMG ein und befördert somit disziplinübergreifende Interaktionspotentiale.

Onkologische Aspekte der Epidemiologie und Versorgungsforschung werden in enger Kooperation mit dem Forschungsschwerpunkt CM bearbeitet. MV steht, als dünn besiedeltes Flächenland mit älterer Bevölkerung die häufiger von Krebserkrankungen betroffen ist, schon jetzt vor besonderen Versorgungsaufgaben. Die Bearbeitung dieser Herausforderungen kann somit eine Leuchtturmfunktion einnehmen. Diese Projekte werden perspektivisch die Qualitätssicherung und Standardisierung der Krebstherapie in MV im Rahmen des CCC-MV-Outreach befördern. Ebenso sind bereits Projekte im Bereich Digital Health initiiert, die sowohl auf die telemedizinische Versorgung von Krebspatient*innen im Flächenland MV als auch auf die bioinformatische Analyse von großen Datensätzen im Rahmen von Patient*innen-orientierten Sequenzierprojekten fokussieren.

Die aktuelle Etablierung einer interdisziplinären Sequenzier (NGS)-Plattform ermöglicht molekulare Analysen von primären Tumorproben nach dem aktuellen Stand der Wissenschaft. Deren translationale Nutzung im molekularen Tumorboard hat bereits jetzt Projekte an der Grenzfläche der Forschungsschwerpunkte Molekulare Medizin und Individualisierte Medizin generiert und kann die zentrale Bedeutung der Translation für die Krebsmedizin in frühe klinische Studien befördern. Die aktuell in Bauplanung befindliche Phase 1-Einheit komplementiert die Überführung der präklinischen Forschung in die medizinische Anwendung und adressiert somit einen essentiellen Aspekt zukünftiger onkologischer Entwicklung.

Fächerübergreifende Grundlagen-nahe Projekte (gefördert durch Projektanträge der DFG, Krebshilfe, Jose-Carreras-Stiftung u.a.) ermöglichen hier ein Alleinstellungsmerkmal gegenüber anderen Standorten mit onkologischem Forschungsprofil und sollen perspektivisch in Verbundprojekten weiterentwickelt werden. Gerade Aspekte der Entzündungs-getriebenen Mechanismen spielen in der malignen Transformation verschiedenster hämatologischer Neoplasien und solider Tumore eine gewichtige Rolle. Hier entstehen relevante und thematisch einzigartige Synergien und Schnittmengen mit dem Erkrankungsschwerpunkt „Entzündung“ und Krankheits-übergreifende Aspekte mit den Erkrankungsschwerpunkten „Herz-Kreislauf-Erkrankungen“ und „Neurologische Erkrankungen“. Thematische Schnittmengen (z.B. Entzündung, degenerative Prozesse, u.a.) im Erkrankungsschwerpunkt Krebs sind darüber hinaus im Licht des demographischen Wandels – von dem das Flächenland MV überdurchschnittlich stark betroffen ist – von großer Bedeutung. Die Möglichkeit zur Validierung von molekularen Mechanismen und funktionellen Alterationen im Rahmen von SHIP schließt den Kreis zu Aspekten der exzellenten onkologischen Versorgung einer alternden Bevölkerung.