: (v. l.) Prof. Jaroslaw Maciaczyk und PD Dr. Valentin Schäfer therapieren am UKB Patientinnen und Patienten, die schwer am Raynaud-Phänomen erkrankt sind J.F. Saba
Die Rheumatologie und die Neurochirurgie des Universitätsklinikums Bonn (UKB) erforschen eine neue, vielversprechende Therapie zur Behandlung von Patientinnen und Patienten mit Raynaud- Phänomen. Die neuromodulative Behandlung erzielt in einer Pilotstudie erste, vielversprechende Ergebnisse bei Schwererkrankten.
Weiße, eiskalte Finger sind das wohl ausgeprägteste Symptom beim Raynaud- Phänomen. Auch wenn der Name vielleicht nicht geläufig ist, tritt die Krankheit häufig (bis zu 5 Prozent der Bevölkerung) auf. Betroffen sind vor allem jüngere Menschen und Frauen, aber auch Männer leiden darunter. Kälte und Stress sind die Auslöser, ebenso wie das Rauchen. Beim Raynaud- Phänomen handelt es sich um eine Gefäßerkrankung, bei der die Blutgefäße krampfartig verengt werden und Zehen und Finger dadurch zu wenig durchblutet sind. Das kann im Extremfall zur Gefahr werden und zum Absterben und Verlust einzelner Finger oder Zehen führen.
Primäres und sekundäres Raynaud-Phänomen Während das etwa 80 Prozent aller Fälle ausmachende primäre Raynaud- Phänomen ohne andere Krankheitssymptome auftritt, liegen bei einer sekundären Erkrankung oft andere, vor allem rheumatologische Grunderkrankungen vor. Leichte Fälle von Raynaud können durch Präventionsmaßnahmen wie Schutz vor Kälte (z.B. das Tragen von Baumwollhandschuhen), Entspannungsübungen oder Nikotinentzug therapiert werden. „Der Leidensdruck bei Schwererkrankten ist aber oft extrem groß, da die Anfälle unkontrollierbar und Betroffene mitunter in ihrem Alltag stark eingeschränkt sind. Medikamente helfen meist nicht ausreichend“, so PD Dr. Valentin Schäfer, Leiter der Sektion Rheumatologie und klinische Immunologie am UKB.
Neue Therapie mittels Neurostimulation Seit kurzem gibt es die Hoffnung, auf eine neue Therapiemöglichkeit. Dafür haben sich PD Dr. Schäfer und Prof. Jaroslaw Maciaczyk, Leiter der Sektion Stereotaktische und Funktionelle Neurochirurgie am UKB, zusammengetan und eine Pilotstudie ins Leben gerufen. Darin werden schwer erkrankte Patientinnen und Patienten mit einem schweren Raynaud- Phänomen eingeschlossen. „Die neue Therapie beinhaltet eine Rückenmarkstimulation. Den Erkrankten wird in einer OP minimalinvasiv ein kleines Implantat in der Nähe des Rückenmarkes eingesetzt, das Stromimpulse abgibt, die dafür sorgen, dass die Gefäße – vor allem in den Fingern und Zehen – weiter werden“, so Prof. Maciaczyk. Die Behandlung ist unschädlich für den Körper und zeigt sich nach den ersten Auswertungen im Falle der vom primären und sekundären Raynaud- Phänomen betroffenen Patienten als sehr wirksam. Wenn die Ergebnisse sich im Laufe der Studie weiter bestätigen, bedeutet das eine große Errungenschaft für die bisher unzureichenden Behandlungsmöglichkeiten beim Raynaud- Phänomen.
Betroffene können sich zur Diagnostik und bei Interesse an der Studie in der Rheumatologie und klinischen Immunologie, Medizinische Klinik III oder der Sektion stereotaktische und funktionelle Neurochirurgie des UKB melden:
Beim „EIT Health Catapult“ Finale erhalten vier Start-ups aus Deutschland und der Schweiz die Möglichkeit, ihre Ideen vorzustellen. Darunter die Podiumsfinalisten ThinkSono und Ebenbuild und die Zweitplatzierten (Runner-ups) Limula und mentalis. EIT Health Regional Innovation Hub Germany-Switzerland
Beim „EIT Health Catapult“ Finale erhalten insgesamt 21 europäische Start-ups aus der Gesundheitsbranche in drei Kategorien die Möglichkeit, ihre Projekte vor Expert:innen und internationalen Investor:innen zu präsentieren. Aus Deutschland und der Schweiz haben sich vier Teilnehmer für das Finale qualifiziert – sie erhalten die Chance auf weitere Unterstützung ihrer Projekte.
Seit sechs Jahren bringt das Accelerator-Programm „EIT Health Catapult“ innovative Ideen im Gesundheitswesen hervor. Das Programm ermöglicht ausgewählten Start-ups, ihre Ideen in den Kategorien Biotech, Medtech und Digital Health mithilfe des EIT-Health-Netzwerkes voranzutreiben. Frühere Sieger des Programms konnten oftmals ein deutliches Wachstum sowie weitere finanzielle Unterstützung durch Sponsoren verzeichnen. In diesem Jahr fällt die Entscheidung, welches Start-up gewinnt, auf dem EIT Health Summit am 24. Mai in Stockholm.
Pitchen um den Sieg
Zunächst treten drei Podiumsfinalisten aus jeder Kategorie auf der Bühne gegeneinander an und stellen ihre Projekte vor. Ihnen winken Fördergelder in Höhe von bis zu 40.000 €. Unter ihnen sind die deutschen Start-ups ThinkSono in der Kategorie Medtech sowie Ebenbuild in der Kategorie Digital Health. Die Zweitplatzierten aus dem vorhergegangenen Halbfinale pitchen während des Finales ebenfalls, um ihre Projekte den anwesenden Entscheidungsträgern aus der Industrie vorzustellen. Dazu gehören im Bereich Biotech Limula aus der Schweiz und mentalis aus Deutschland im Bereich Digital Health.
Innovative Ideen aus Deutschland und der Schweiz
In der Kategorie Medtech präsentiert ThinkSono aus Potsdam die weltweit erste Software zur Erkennung tiefer Venenthrombosen (Deep Vein Thrombosis, DVT) namens AutoDVT. Sie soll eine Verbindung zu leicht verfügbaren tragbaren Ultraschallgeräten herstellen. Dadurch könnten beispielsweise auch Krankenpfleger:innen eine DVT schnell erkennen, Kosten gespart und Ergebnisse verbessert werden.
Im Bereich Digital Health tritt Ebenbuild aus München an. Ebenbuild entwickelt eine Simulations-/KI-Software zur Generierung von hochpräzisen Daten über die Lunge von Patient:innen. Die Sicht auf den „digitalen Zwilling“ der Lunge ermöglicht Ärzt:innen, Patient:innen mit akutem Lungenversagen die bestmögliche, personalisierte Therapie anzubieten.
Das Nürnberger Start-up mentalis unterstützt mithilfe einer App-basierten Lösung die digitale Nachsorge von Patient:innen mit psychischen Erkrankungen. Betroffene erhalten nicht nur ein individuelles Coaching, sondern auch einen personalisierten Therapieplan.
Die Plattformtechnologie von Limula aus La-Tour-de-Peilz in der Schweiz ermöglicht den breiten Zugang zu der neuesten Generation von personalisierten Krebstherapien, indem diese schnell und sicher aus patienteneigenen Immunzellen produziert werden. Das hat nicht nur eine Reduzierung von Kosten zur Folge, sondern führt auch zu einer einfacheren und risikoärmeren Herstellung von Zelltherapien.
Unterstützung über das Finale hinaus
Die Podiumsfinalisten kämpfen um das Preisgeld in Höhe von bis zu 40.000 €. Alle Teilnehmenden können die Gelegenheit nutzen, um sich mit Kooperationspartnern aus dem EIT-Health-Netzwerk zu verknüpfen. Insgesamt 150 führende Partner aus dem Gesundheitswesen stehen hierbei zur Verfügung. Darüber hinaus hat sich „EIT Health Catapult“ dieses Jahr mit führenden Unternehmen aus dem Gesundheitswesen zusammengetan, um die vielversprechendsten Ideen zu unterstützen. Amazon Web Services, Astrazeneca, eg technology, Merck, McDermott Will & Emery und Lusiadas Saude werden den Gewinnern mit ihrer Expertise und Unterstützung zur Seite stehen.
Sichtbarkeit über Europa hinaus
Nicht nur in Europa dürfen sich die Start-ups über mehr Sichtbarkeit freuen. Denn ein Finalist wird mit dem Alex Casta Audience Award ausgezeichnet. Der Gewinner kann sein Logo am Nasdaq Tower am Times Square in New York anzeigen lassen, wo es von Millionen von Menschen weltweit gesehen wird.
Das European Institute of Innovation & Technology (EIT) ist eine unabhängige Einrichtung der Europäischen Union, die 2008 gegründet wurde, um Innovation und Unternehmertum in ganz Europa zu fördern. Seit 2014 ist die Netzwerk-Initiative auch im Bereich Gesundheit in Europa aktiv. EIT Health arbeitet zurzeit mit rund 150 Partnern aus 14 Ländern in einer „Public-Private-Partnership“ an den Lösungen der großen Herausforderung im Gesundheitswesen unserer Zeit. Führende Unternehmen, öffentliche Institutionen sowie renommierte Universitäten und Forschungseinrichtungen entwickeln gemeinsam mit Start-ups und KMU in innovativen Programmen und Projekten neue Produkte und Dienstleistungen, die eine nachhaltige Gesundheitsökonomie in Europa fördern. Ziel ist es, die starke Polarität der verschiedenen Gesundheitssysteme in Europa zu überwinden, um etablierten und auch jungen digitalen Unternehmen neue Ressourcen zu eröffnen und ihre Ideen in gemeinsamen Produkten und Dienstleistungen für den europäischen Markt zu realisieren.
Der EIT Health Regional Innovation Hub (RIH) Germany-Switzerland ist eines von insgesamt acht EIT Health-Zentren in Europa und betreut in Deutschland und der Schweiz zurzeit 26 Partner aus Industrie, Forschung und Lehre, u.a. Roche, Abbvie, das Karlsruher Institut für Technologie (KIT), die Universität Heidelberg, aber auch Start-ups und KMU bei der Entwicklung von bahnbrechenden Innovationen im Gesundheitswesen.
Nach einem Jahr unter Wasser wird die Sinkstoff-Falle an Bord des Forschungsschiffes gehievt. Jan-Berend Stuut - NIOZ
Er ist Umwelt- und Klimaarchiv, sensibles Ökosystem und wichtig für den globalen Kohlenstoffkreislauf: Der Ozeanboden erfüllt viele wichtige Funktionen. Im Exzellenzcluster „Der Ozeanboden – unerforschte Schnittstelle der Erde“ untersuchen Wissenschaftler:innen aus der U Bremen Research Alliance unter anderem Überreste des Meeresplanktons, die aus der lichtdurchfluteten Oberfläche zum Meeresboden gelangen. Sie offenbaren den Forschenden, wie sich der Klimawandel auf dieses Ökosystem auswirkt.
Endlich, da sind sie! Eine Reihe von orangen Bojen taucht aus der Tiefe des Wassers auf, tänzelt auf der Oberfläche, gar nicht weit entfernt vom Forschungsschiff „Meteor“. Die Treibkörper sind das obere Ende einer Vorrichtung, die auf 4.200 Metern mit einem Anker am Meeresboden befestigt gewesen ist. Fixiert an Ketten positionierte sie zwei Trichter in 3.500 und 1.500 Metern Tiefe – Sinkstoff-Fallen, mit denen das ganze Jahr über Proben des zum Meeresboden absinkenden Materials genommen wurden. Per akustischem Signal hatte die Besatzung die Konstruktion gelöst, eine gute Viertelstunde brauchten die Bojen bis an die Oberfläche.
--- „Das Observatorium ermöglicht uns, die Auswirkungen des Klimawandels auf die Biodiversität und Produktivität des Meeres über mehrere Dekaden zu untersuchen.“ ---
Vor der mauretanischen Küste beim Cap Blanc nimmt die „Meteor“ die Sinkstoff-Fallen an Bord. Dies ist der Standort einer Einrichtung, von der Professor Dr. Michal Kucera sagt, sie sei ziemlich einmalig – dem Cap- Blanc-Observatorium. Aufgebaut wurde es 1988 auf Initiative von Professor Dr. Gerold Wefer, Gründungsdirektor des MARUM – Zentrum für Marine Umweltwissenschaften der Universität Bremen, einer Mitgliedseinrichtung der U Bremen Research Alliance. Zwei Verankerungen mit Sinkstoff-Fallen sind dort seitdem auf variablen Positionen dauerhaft vorhanden. Fast jedes Jahr steuert ein Forschungsschiff das Gebiet an, werden die Fallen an Bord geholt, die Proben geborgen, die Geräte gewartet und erneut auf dem Meeresboden verankert. Auch Partnerinstitutionen aus der U Bremen Research Alliance wie das Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung, nutzen die Einrichtung.
Die Region ist voller Leben. Aus der Tiefe steigt nährstoffreiches Wasser empor. Es trifft auf Saharastaub, den der Wind herüberträgt und der voller Spurenelemente steckt, die das Wasser zusätzlich düngen. Dadurch reagiert das Gebiet besonders empfindlich auf den Klimawandel und ist somit ein perfekter Standort für Langzeitbeobachtungen. Welche Partikel von der Wasseroberfläche erreichen zu den verschiedenen Jahreszeiten den Meeresboden? Was passiert beim Absinken? Wie ändert sich ihre Menge und Zusammensetzung?
„Das Observatorium ermöglicht es uns, die Auswirkungen des Klimawandels auf die Biodiversität und Produktivität des Meeres über mehrere Dekaden zu untersuchen. Somit können wir direkte Beobachtungen mit Datenreihen aus der Erdgeschichte verbinden, die in Sedimenten des Ozeanbodens gespeichert sind“, sagt Michal Kucera. „Der Ozeanboden ist eine einzigartige Quelle von Informationen. Wir nutzen sie, um Änderungen in der Vergangenheit zu entschlüsseln und so besser zu verstehen, was im Ozean künftig unter bestimmten Bedingungen passieren wird.“
71 Prozent der festen Erdoberfläche macht der Ozeanboden aus, im Durchschnitt befindet er sich 3.700 Meter unter dem Meeresspiegel. Von einer weitgehend unerforschten Schnittstelle im System Erde, einer empfindlichen Oase des Lebens, mit vielfältigen Funktionen für den Planeten spricht Kucera. „Dort finden Prozesse statt, die das Klimasystem, den globalen Kohlenstoffkreislauf und die biologische Produktivität des Weltozeans beeinflussen.“ Der Ozeanboden ist Archiv für Umwelt- und Klimaveränderungen, einzigartiger Lebensraum und bedrohtes Ökosystem in einem.
--- „Ich wollte mich fachlich weiterentwickeln. Und dafür war Bremen die richtige Stelle. In unserem Feld ist Bremen eine Größe; es ist ein Mekka der Meeresforscher.“ ---
Der Mikropaläontologe und seine Kollegin, die Biologin Dr. Julie Meilland, erforschen das Plankton, also Kleinstlebewesen, die sich in den lichtdurchfluteten obersten Wasserschichten der Ozeane bilden. Sie bewegen sich nicht aus eigener Kraft fort, sondern lassen sich treiben. Nach dem Tod sinken die Planktonpartikel als mariner Schnee gen Boden – und werden auf dem Weg von den trichterartigen Sinkstoff-Fallen eingefangen. An deren unterem Ende sind 20 Flaschen auf einer Art Karussell installiert, das sich je nach Programmierung alle 20 oder 30 Tage um eine Position dreht und dabei eine Probe des absinkenden Materials nimmt. Dieses organische Material wird später in Laboren des MARUM und der Partnerinstitutionen untersucht.
Ein wichtiger Bestandteil des Planktons sind Foraminiferen, deren Kalkgehäuse sich am Meeresboden ablagern. Mithilfe von Überresten dieser planktonischen Einzeller lässt sich der Zustand des Planktons in vorindustrieller Zeit rekonstruieren. Vergleicht man die Zusammensetzung der Fossilien mit Material aus Sinkstoff-Fallen, zeigt sich, dass seit Beginn der Industrialisierung und dem damit einhergehenden Klimawandel ganze Artengemeinschaften des Planktons ihre angestammten Gebiete bereits verlassen haben. „Durch die Langzeit-beobachtung können wir die Einwanderung neuer Arten, das Verschwinden anderer und damit die Auswirkungen des Klimawandels auf die Biodiversität nachvollziehen“, sagt Kucera.
Und dann ist da noch die Sache mit dem Kohlenstoffkreislauf: Ein Teil des Planktons bindet Kohlendioxid und nimmt es mit auf den Meeresboden. Wie viel dieses Treibhausgases wird dort gespeichert? Und wie genau funktioniert der Transfer von Kohlenstoff von der Ozeanoberfläche bis zum Meeresboden? An dieser „biologischen Pumpe“ forscht Julie Meilland. Auch ihr Spezialgebiet sind die Foraminiferen und der Kohlenstoff, den sie in ihren Schalen am Meeresboden speichern.
Julie Meilland und Michal Kucera forschen im Exzellenzcluster „Der Ozeanboden – unerforschte Schnittstelle der Erde“. In diesem Verbund arbeiten Wissenschaftler:innen verschiedenster Disziplinen der Meereswissenschaften aus der Region Bremen zusammen. Unter ihnen befinden sich Forschende aus mehreren Einrichtungen der U Bremen Research Alliance, wie dem Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung, dem Max-Planck-Institut für Marine Mikrobiologie, dem Leibniz-Zentrum für Marine Tropenforschung und eben dem MARUM der Universität Bremen, unter dessen Dach der Exzellenzcluster angesiedelt ist.
Finanziert von Bund und Ländern sollen solche Cluster international sichtbare Spitzenforschung ermöglichen. Wer diesen Status erreichen will, muss gut sein, sehr gut sogar, denn der Wettbewerb um die Förderung ist intensiv. „Dass wir das geschafft haben, ist auch eine Bestätigung der gezielten, klugen und verlässlichen Unterstützung des Schwerpunktes Meereswissenschaften durch das Land Bremen“, meint Kucera. „Der große Vorteil des Clusters ist, dass wir uns langfristig auf unsere Forschung konzentrieren können, ohne alle zwei Jahre neue Förderungsanträge stellen zu müssen.“ Und er hilft, dringend benötigte und teure Infrastrukturen mitzufinanzieren, wie etwa das MARUM-Observatorium vor Cap Blanc oder Spezialgeräte, mit denen die Forschenden Bohrkerne aus dem Ozeanboden gewinnen.
Kucera, aufgewachsen weitab jeden Ozeanes in der Tschechoslowakei, kam über das Studium der Geologie zur Meeresforschung. Nach Promotion in Göteborg sowie Stationen in den USA, in England und Tübingen, wechselte er vor zehn Jahren nach Bremen. „Ich wollte mich fachlich weiterentwickeln. Und dafür war Bremen die richtige Stelle. In unserem Feld ist Bremen eine Größe; es ist ein Mekka der Meeresforscher.“ Nicht viel anders war das bei Julie Meilland, gebürtige Französin, die über Stationen in Norwegen und Frankreich nach Bremen kam.
2025 wird erneut über die Exzellenzstrategie und damit die Fortführung des Clusters entschieden. „Das Klima“, prognostiziert Kucera, „wird sich weiter ändern. Es wird sich schneller ändern. Umso wichtiger wird es sein, die Auswirkungen auf den Ozean und das Leben im Meer weiter zu beobachten und zu untersuchen.“ Je länger die Beobachtungsreihen werden, desto besser können die beobachteten Veränderungen zugeordnet, verstanden und prognostiziert werden. Das Cap-Blanc-Observatorium bietet dafür ideale Voraussetzungen.
Originalpublikation: Impact – Das Wissenschaftsmagazin der U Bremen Research Alliance
In der U Bremen Research Alliance kooperieren die Universität Bremen und zwölf Forschungsinstitute der vier deutschen Wissenschaftsorganisationen sowie das Deutsche Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz - alle mit Sitz im Bundesland.
Das seit 2019 erscheinende Magazin Impact dokumentiert die kooperative Forschungsstärke der Allianz und ihre gesellschaftliche Relevanz. „Langzeitbeobachtung und Forschung am Ozeanboden“ wurde in Ausgabe 5 (Januar 2022) veröffentlicht.
André Kummerow im Leittechnik-Labor des Fraunhofer IOSB-AST beim Test der KI-Algorithmen. Martin Käßler Fraunhofer IOSB-AST
Selten war die Bedrohung für die Energieversorgungssysteme durch Cyberangriffe so groß wie in letzten Wochen und Monaten. Fraunhofer-Forscher*innen haben nun erfolgreich ein KI-basiertes Verfahren entwickelt, mit welchem der Netzwerkverkehr zwischen elektrischem Netz und Leitsystem automatisiert und in Echtzeit auf auffällige Muster bzw. Anomalien geprüft werden kann.
Trotz hoher Anforderungen im Rahmen gesetzlicher Vorgaben wie dem IT- Sicherheitsgesetz oder der Einführung von IT-Sicherheitsmanagementsystemen (ISMS) bleiben Energieversorger im Fokus von Cyberangriffen. Besonders sensibel sind dabei die für einen sicheren Netzbetrieb zuständigen Netzleitwarten.
In Ihnen werden täglich tausende Daten und Messwerte analysiert, daraus kritische Betriebssituationen erkannt und entsprechende Schalt- und Regelvorgänge abgeleitet. Verschafft sich ein Angreifer hier von außen Zugriff und werden z.B. Messwerte absichtlich manipuliert, kann das zu falschen Schalthandlungen bis hin zum Black-Out als Worst-Case-Szenario führen.
Für einen sicheren Netzbetrieb sind daher neue Ansätze notwendig, die automatisiert und in Echtzeit sämtliche Netzwerk- und Prozessinformationen zwischen Netz- und Leitsystem überwachen und auf Manipulationen prüfen. Im vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) geförderten Forschungsprojekt „Digital-Twin-zentrische Dienste und Applikationen für den dynamischen Betrieb und den Schutz des zukünftigen Energieversorgungssystems“ (HyLITE) haben Forscher*innen des Fraunhofer IOSB-AST nun eine passende Lösung entwickelt.
Das Ergebnis ist eine KI-unterstützte, intelligente Überwachungslösung für Netzleitsysteme, welche zunächst das Normalverhalten auf Mess- und Kommunikationsebene automatisch anlernt. Die Software kann dabei nicht nur die aktuelle Betriebssituation sowie technische Ausfälle oder Störungen, sondern auch Anomalien in den Messwerten bzw. dem Datenverkehr zwischen elektrischem Netz und Leitsystem erkennen.
Damit ist eine ganzheitliche Überwachung des Netzbetriebs und der eingesetzten Kommunikationsmittel für den verantwortlichen Operator in Echtzeit möglich. Der Zugang erfolgt über eine web-basierte Echtzeitvisualisierung, die einen schnellen Überblick über die KI- gestützte Anomaliebewertungen ermöglicht.
Die KI-Lösung soll nun potenziellen Kunden zur Integration in den Netzbetrieb zur Verfügung gestellt werden. Bei Interesse können Sie sich gerne per E-Mail an André Kummerow unter andre.kummerow@iosb- ast.fraunhofer.de wenden.
