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MELDUNG/809: Nachrichten aus Forschung und Lehre vom 11.02.15 (idw)


Informationsdienst Wissenschaft - idw - Pressemitteilungen

→  Das Forschungsprojekt "Krebszell-Biochip -
      Entwicklung eines Testsystems zur Wirksamkeit von Krebsmedikamenten"
→  Die Strahlentherapie der Zukunft passt sich dem Patienten an
→  Interaktive Hilfe für Diabetiker - Forschungsprojekt GlycoRec gestartet


Hochschule Kaiserslautern - 10.02.2015

Forschungsprojekt "Krebszell-Biochip" sorgt international für Aufsehen

Sachstand und Ausblick des Forschungsprojektes

Dass das Forschungsprojekt "Krebszell-Biochip - Entwicklung eines Testsystems zur Wirksamkeit von Krebsmedikamenten" unter der Leitung von Prof. Dr. Sven Ingebrandt am Standort Zweibrücken der Hochschule (HS) Kaiserslautern eine Erfolgsgeschichte werden wird, konnte bereits unmittelbar nach seinem Start gemutmaßt werden: Im Juni 2011 wurde es beispielsweise im Rahmen des Förderprogramms "FHprofUnt" des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) als "Forschungsprojekt des Monats" ausgezeichnet und auch im weiteren Projektverlauf stießen die Forschungsergebnisse und Publikationen des Projektteams um Ingebrandt in der Fachwelt regelmäßig auf äußerst positive Resonanz.

Die Wertigkeit und der Erfolg des Projektes - speziell auch im internationalen Kontext - lässt sich aktuell daran ablesen, dass die jüngste Projektpublikation aufgrund hervorragender Expertenbeurteilung als sogenannter "HOT ARTICLE 2015" in eine der renommiertesten Fachzeitschriften, das "Lab on a Chip" Journal, aufgenommen wurde. Ein zusätzlicher "Bonus" war sicherlich die Veröffentlichung eines Fotos "aus Zweibrücker Produktion" auf dem Frontcover der Februarausgabe der Publikation.

Selbstverständlich freut sich Professor Ingebrandt mit seinem Projektteam über die Resultate der gemeinsamen Arbeit und sieht diese als Bestätigung für die Qualität sowie die Anwendungs- und Zukunftsorientierung der Forschungsaktivitäten. "Die exponierte Veröffentlichung unserer Ergebnisse in dieser Publikation ist natürlich ein vorläufiger Höhepunkt unserer Forschung", so Ingebrandt. Nicht zuletzt sind die weiteren sechs Publikationen, die in anderen einschlägigen und hochrangigen internationalen Journals platziert werden konnten sowie die beiden Promovenden, die bisher aus dem Projekt hervorgegangen sind, ein Beleg für den äußerst erfolgreichen Projektverlauf.

Inhaltlich hat sich das Forschungsprojekt mit der Entwicklung von Sensorchips für ein neuartiges Testverfahren beschäftigt, welches einzelne Zellen elektronisch und elektrochemisch analysieren kann. Auf dem Chip werden Krebszellen zusammen mit gesunden Zellen gezüchtet, um ein möglichst aussagekräftiges Testsystem zu erhalten, welches die "reale" Situation im menschlichen Körper nachempfindet. Die Reaktionen der verschiedenen Zelltypen auf ein spezielles Medikament werden dann mit speziellen Transistoren gemessen.

Dieses Zell-Chip-Testsystem ermöglicht damit in der Kulturschale die elektronische Analyse der zielgenauen Funktion und Wirkung von Medikamenten, was die Entwicklung geeigneter, spezifischer Therapiemethoden entscheidend unterstützt. Bei erfolgreicher Entwicklung steht letztlich ein System zur Verfügung, welches es ermöglicht, die Reaktionen der Zellen - d.h. sowohl der Tumorzellen, als auch der gesunden Gewebezellen - auf das Medikament zu testen. Bisher zeigen sich diese Folgen der Schädigung gesunder Zellen durch die Therapien bedauerlicherweise erst am Patienten selbst: Unerwünschte Nebenwirkungen wie Übelkeit oder Haarausfall treten nicht selten als Folge einer der Medikamentengabe, z.B. im Rahmen einer Chemotherapie auf und beeinträchtigen den Patienten zusätzlich. Mit Hilfe der Neuentwicklung steht womöglich schon bald ein Test zur Verfügung, der für jeden einzelnen Patienten die für ihn am besten geeignete Therapie mit den für ihn geringsten Nebenwirkungen identifiziert.

Zurzeit ist das Verfahren noch nicht marktreif umgesetzt, da die Silizium-Sensoren noch zu teuer, aufwändig herzustellen und schwer zu handhaben sind. Zum Projektende hin hat sich die Arbeitsgruppe um Professor Ingebrandt durch ganz ähnliche, Kunststoff-basierte Sensoren für das gleiche Messverfahren jedoch eine neue Richtung erschlossen. "Erste, sehr vielversprechende Messungen wurden bereits gemacht. Jedoch halten wir die Daten im Moment noch aufgrund einer laufenden Patentanmeldung unter Verschluss. Eine Umsetzung unseres Verfahrens auf günstig herzustellende, einmal verwendbare Sensoren, die in die normalen Zellkulturschalen eingepasst werden könnten, besitzt jedenfalls ein enormes Marktpotenzial", so Ingebrandt. Die Arbeiten werden in einem bereits laufenden Nachfolgeprojekt weitergeführt, das bereits angelaufen ist.

"Wir sind sehr zuversichtlich, dass unsere Arbeit ein wichtiger Schritt war und ist, diesem und ähnlichen neuartigen Verfahren zur 'Markreife' und letztlich zur flächendeckenden Anwendung zu verhelfen, insbesondere zum Wohle kranker Menschen", fasst Prof. Ingebrandt zusammen.

Weitere Informationen finden Sie unter

http://www.bmbf.de/pubRD/Projekt_des_Monats_Juni_2011.pdf
"Projekt des Monats"

http://pubs.rsc.org/en/journals/journalissues/lc#!issueid=lc015003&type=current&issnprint=1473-0197
Journal "Lab on a Chip"

Kontaktdaten zum Absender der Pressemitteilung stehen unter:
http://idw-online.de/de/institution212

Quelle: Hochschule Kaiserslautern, Dipl.-Kfm. Wolfgang Knerr, 10.02.2015

Raute

Fraunhofer MEVIS / Institut für Bildgestützte Medizin - 10.02.2015

Die Strahlentherapie der Zukunft passt sich dem Patienten an

Gemeinsam mit Medizinern, anderen Forschungsgruppen und Industriepartnern entwickelt Fraunhofer MEVIS eine Software zur Optimierung der Strahlentherapie. Am 5. und 6. Februar fand in Bremen der fünfte klinische Workshop zur Evaluierung dieser Software statt.

Eine Krebstherapie durch Bestrahlung erstreckt sich meist über mehrere Wochen. Währenddessen verändert sich oft die Situation des Patienten: Er nimmt an Körpergewicht ab, womöglich schrumpft das Geschwür oder verändert sich in seiner Gestalt. Die Folge: Unter den veränderten Vorzeichen ist die zu Therapiebeginn gewählte Verteilung der Strahlendosis oft nicht mehr optimal. Schlimmstenfalls treffen die Strahlen den Tumor nicht mehr voll, ein Teil der Dosis landet in gesundem Gewebe und schädigt es.

Um das zu vermeiden, passen die Mediziner die Richtung und Dosis der Strahlung den veränderten Gegebenheiten nach Bedarf an. Bislang ist diese Neuplanung eine aufwändige und zeitraubende Prozedur. Die im BMBF-geförderten Projekt SPARTA entwickelte Software soll den Prozess beschleunigen und dadurch für günstigere Therapieverläufe sorgen. Ein Beitrag vom Fraunhofer-Institut für Bildgestützte Medizin MEVIS in Bremen besteht in der schnellen und genauen Übertragung der Planungssituation auf die jeweils aktuelle Patientensituation. Um das Programm möglichst praxistauglich zu gestalten, arbeiten die Experten bei SPARTA eng mit Ärzten aus renommierten Krebskliniken zusammen.

Vor Beginn jeder Strahlentherapie erstellen die Mediziner auf Basis einer CT-Aufnahme eine detaillierte Bestrahlungsplanung. Diese gibt an, welche Bereiche im Körper wie oft und mit welcher Dosis bestrahlt werden sollen - mit dem Ziel, den Tumor komplett zu zerstören und das benachbarte Gewebe so weit wie möglich zu schonen. Allerdings ist es dabei mit einer einzelnen Bestrahlung nicht getan. Um den Krebs erfolgreich zu bekämpfen, müssen die Patienten mehrmals auf die Behandlungsliege, zum Beispiel einen Monat lang an jedem Tag.

"Um zu gewährleisten, dass der Tumor dabei stets wie geplant getroffen wird, machen die Ärzte regelmäßig Kontrollaufnahmen", erläutert MEVIS-Forscher Stefan Wirtz. "Unter anderem können sie dadurch erkennen, ob der Patient in der korrekten Position im Gerät liegt." Ebenso lässt sich mit den Kontrollaufnahmen prüfen, ob sich der Tumor im Laufe der Wochen im Körper verschiebt, weil der Patient abgenommen hat. Dadurch können gesunde Körperregionen ins Visier der Strahlung geraten und versehentlich geschädigt werden. "Bei der Behandlung von Tumoren im Mund- und Rachenraum etwa wandert manchmal die Speicheldrüse ins Bestrahlungsfeld hinein und kann Schaden nehmen", erklärt Wirtz' Kollege Stefan Kraß.

Um das zu vermeiden und die Bestrahlung optimal anzupassen, müssen die Mediziner die ursprünglichen Planungsbilder mit den aktuellen Kontrollaufnahmen vergleichen. "Oftmals muss der Arzt abwechselnd alte und neue Aufnahmen betrachten und sie im Kopf miteinander in Bezug setzen", erklärt Stefan Wirtz. "Dagegen kann unsere Software beide Aufnahmen in einer einzigen Darstellung zur Deckung bringen und die Konturen des Bestrahlungsfeldes übertragen." Die Folge: Die Ärzte können rasch erkennen, ob die ursprünglichen Konturen noch zur aktuellen Situation passen. Tun sie es nicht, lassen sich die Konturen mit Software-Werkzeugen schnell anpassen. "Bislang dauert die Neuplanung einer Strahlentherapie mehrere Stunden", sagt Stefan Kraß. "Unsere Software kann das deutlich beschleunigen."

Um solche Software nutzergerecht zu entwickeln, tauschen sich die MEVIS-Experten mehrmals im Jahr mit Strahlentherapeuten aus und diskutieren die Fortschritte in gemeinsamen Workshops: Ist das Programm gut zu bedienen, liefern die Algorithmen die richtigen Ergebnisse? Und sind die Software-Werkzeuge so praxistauglich, wie es sich die Kliniker wünschen? "Die Ärzte reden regelmäßig mit", betont Wirtz. "Dadurch sind wir zuversichtlich, dass unsere Software die Bedürfnisse im klinischen Alltag befriedigen wird."

Einer der klinischen SPARTA-Projektpartner, die Ludwigs-Maximilians-Universität (LMU) in München, setzt das Programm sogar schon zu Forschungszwecken ein, um die Vorteile bewerten zu können. "Bereits in der aktuellen Version produziert die schnelle Konturübertragung sehr gute Vorschläge für die Rekonturierung. Damit findet diese Software sicher einen Platz in der adaptiven Kopf-Hals-Strahlentherapie", meint LMU-Arzt Reinoud Nijhuis.

"Zum Projektende im März 2016 wollen wir eine Software präsentieren, die weitgehend praxisreif ist", sagt Stefan Kraß. "Und die aufgrund der engen klinischen Zusammenarbeit erreichte Reife der Software dürfte die Industrie motivieren, sie auf den Markt bringen zu wollen und die dafür nötige Zertifizierung anzugehen."

Das Projekt SPARTA (Softwareplattform für die Adaptive Multimodale Radio- und Partikel-Therapie mit Autarker Erweiterbarkeit) wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert. Es begann am 1. April 2013 und hat eine Laufzeit von drei Jahren. Das Konsortium umfasst zehn Partner, darunter Forschungsinstitute, Medizintechnik-Unternehmen und Universitätskliniken.

Weitere Informationen finden Sie unter

http://www.mevis.fraunhofer.de/aktuelles/presseinformation/article/die-strahlentherapie-der-zukunft-passt-sich-dem-patienten-an.html

http://www.projekt-sparta.de

Kontaktdaten zum Absender der Pressemitteilung stehen unter:
http://idw-online.de/de/institution558

Quelle: Fraunhofer MEVIS - Institut für Bildgestützte Medizin, Dr. Guido Prause, 10.02.2015

Raute

PFH Private Hochschule Göttingen - 10.02.2015

Interaktive Hilfe für Diabetiker - Forschungsprojekt GlycoRec gestartet

Göttingen. Diabetikern im Alltag zu helfen, komplexe Entscheidungen zu treffen und Vorsätze tatsächlich umzusetzen - das ist das Ziel des Forschungsprojektes "GlycoRec". Dabei handelt es sich um ein adaptives, lernendes System, auch interaktives Bio-Life-Logging genannt. Die Koordinationsstelle des vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) mit 1,4 Millionen Euro geförderten Projektes befindet sich an der PFH Privaten Hochschule Göttingen im Bereich Wirtschaftspsychologie.

Weitere Projektpartner sind das Unternehmen Emperra E-Health Technologies aus Potsdam, das L3S Forschungszentrum an der Leibniz-Universität Hannover, die Ostbayerische Technische Hochschule Amberg-Weiden sowie das Deutsche Diabetes Zentrum (DDZ). Anfang Februar 2015 startete das Forschungsvorhaben in die Umsetzungsphase.

Ausgangssituation

Diabetes mellitus ist die häufigste chronische Erkrankung in Deutschland. Etwa zehn Prozent der Bevölkerung sind davon betroffen, und es ist mit einer weiteren Zunahme zu rechnen. Schon jetzt ist Diabetes einer der häufigsten Beratungsanlässe in allgemeinmedizinischen Praxen, und in absehbarer Zeit wird der Beratungsbedarf wegen der steigenden Fallzahlen nicht mehr zu decken sein. Gleichzeitig ist es wichtig, dass Patienten sich richtig verhalten, um Folgeerkrankungen zu vermeiden. Insgesamt müssen Diabetiker daher täglich viele Entscheidungen treffen, die etwa Ernährungsgewohnheiten, den Status des Blutzuckerspiegels und die erforderliche Insulindosis oder den allgemeinen Lebensstil betreffen. Gerade ältere Patienten und solche, bei denen die Erkrankung erst kürzlich diagnostiziert wurde, sind damit im Alltag schnell überfordert.

Konzept von GlycoRec

Hier setzt GlycoRec (von "Glycose" und "Recommendation" [also Empfehlung]) an, das Diabetes-Patienten im Alltag bei ihren Entscheidungen unterstützen soll. GlycoRec sammelt individuelle Patientendaten mit Hilfe einer Reihe physiologischer Sensoren (Blutzucker, Körpergewicht, Blutdruck) sowie Informationen über den individuellen Kontext (zu Hause, unterwegs, im Supermarkt, Wochentag, Tageszeit, Metainformationen von Lebensmitteln). Anschließend erfolgt eine Analyse der aktuellen Situation. Dies lässt sich auf zweierlei Arten nutzen: Erstens kann der Patient die Initiative ergreifen und um Hilfe bei einer Entscheidung bitten. In einem interaktiven Beratungsdialog kann er Alternativen für Ernährung, Aktivitäten und Medikamenteneinnahme vergleichen und deren Konsequenzen durchspielen. Zweitens kann aber auch das System die Initiative ergreifen, etwa weil die prognostizierten Werte einen Toleranzbereich zu verlassen drohen. Auch in diesem Fall kann der Patient individuelle Handlungsoptionen gegeneinander abwägen. Abrufen kann der Nutzer diese Informationen je nach Vorliebe unterwegs über eine Smartphone-App oder zu Hause über Smart-TV.

Ziele und Vorgehen

Das Projekt GlycoRec untersucht, wie Patienten im Alltag besser unterstützt werden können. Durch kontinuierliche Sammlung, Speicherung, Aufbereitung und Analyse physiologischer Daten und Umgebungsdaten werden individuelle Benutzer- und Kontextmodelle entwickelt. Diese erlauben es, sehr viel genauere Prognosen und individuelle Empfehlungen für den Patienten zu geben. GlycoRec stellt eine erweiterbare, integrierte Infrastruktur aus Sensorik, Modellierung und Patienteninteraktion zur Verfügung. Um eine solche Infrastruktur bereit zu stellen, ist es notwendig, neue Technologien und Methoden in der Sensorik, der Modellierung und der Benutzerinteraktion zu entwickeln. Diese werden dazu beitragen, dass Patienten mit ihrer Krankheit besser umgehen können und weniger Folgeerkrankungen entstehen. In diesem Sinne ist GlyoRec ein interaktives Bio-Life-Logging für einen verständlicheren Umgang mit Diabetes. Das Projektteam plant, in drei Jahren einen Prototyp entwickelt zu haben.

Projektpartner

Antragsteller und Koordinator des Projektes ist Dr. Stephan Weibelzahl, Professor für Wirtschaftspsychologie an der PFH. Er und sein Team sind für die Entwicklung der Interaktivität und Benutzeroberfläche verantwortlich. Technologiepartner des Projektes ist die Emperra E-Health Technologies aus Potsdam, welche die Server-Infrastruktur für eine zentrale Datenbank sowie einen Teil der Sensorik-Hardware beisteuert. Die Ostbayerische Technische Hochschule Amberg-Weiden entwickelt und erprobt neuartige Sensorik im Hinblick auf deren Nutzen für die Datenmodellierung. Das L3S Forschungszentrum an der Leibniz-Universität Hannover arbeitet an Algorithmen zur automatischen Analyse der Patientendaten. Das Deutsche Diabetes Zentrum schließlich als Anwendungspartner stellt den Zugang zu Patienten und damit eine Relevanzabschätzung sicher.

Kontakt zum Forschungsprojekt GlycoRec
Prof. Dr. Stephan Weibelzahl
- Koordination Forschungsprojekt GlycoRec -
PFH Private Hochschule Göttingen
Weender Landstraße 3 - 7
37073 Göttingen
www.pfh.de/glycorec

Weitere Informationen finden Sie unter
http://www.pfh.de/glycorec

Kontaktdaten zum Absender der Pressemitteilung stehen unter:
http://idw-online.de/de/institution1278

Quelle: PFH Private Hochschule Göttingen, Peter Diehl, 10.02.2015

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Quelle:
Informationsdienst Wissenschaft - idw - Pressemitteilung
WWW: http://idw-online.de
E-Mail: service@idw-online.de


veröffentlicht im Schattenblick zum 12. Februar 2015

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