Im Kampf gegen übertragbare Krankheiten und Antibiotikaresistenzen bauen
der Infektionsmediziner Professor Sören Becker und sein Team vom Institut
für Medizinische Mikrobiologie und Hygiene der Universität des Saarlandes
mit Klinik-Partnern in Afrika und Indonesien Diagnostiklabore auf. Ziel
ist es, Krankheitserreger schnell und zuverlässig zu bestimmen, um
Infektionen richtig behandeln und so Epidemien ausbremsen zu können. Die
Projekte, bei denen alle Beteiligten durch Wissensaustausch profitieren,
werden gefördert im Rahmen des Programms „Klinikpartnerschaften – Partner
stärken Gesundheit“ der Deutschen Gesellschaft für Internationale
Zusammenarbeit.

Ansteckende Krankheiten fordern in armen Ländern nicht selten viele Opfer.
An fehlenden Medikamenten allein liegt dies nicht. „Ursache sind oft
vielmehr die fehlenden Diagnosemöglichkeiten. Es gibt keine Labore, die
vor Ort schnell und zuverlässig testen, um welchen Erreger es sich
handelt“, sagt Professor Sören Becker, Direktor des Instituts für
Medizinische Mikrobiologie und Hygiene am Universitätsklinikum des
Saarlandes. So kommt es, dass viele Kranke falsch behandelt werden. „Die
Ärzte verordnen notgedrungen auf Verdacht hin in großem Umfang
Breitbandantibiotika. Solche Medikamente sind meist leicht verfügbar“,
erklärt Sören Becker.

Aber gegen den falschen Erreger – wie ausnahmslos gegen sämtliche Viren –
sind Antibiotika völlig wirkungslos. „Das ist nicht nur für die Kranken
fatal, die keine Hilfe bekommen, es befeuert auch Antibiotikaresistenzen“,
sagt der Experte für Infektionskrankheiten, der sich unter anderem auf
vernachlässigte Tropenkrankheiten, bakterielle Infektionen und
multiresistente Erreger spezialisiert hat. Wo viele Antibiotika zum
Einsatz kommen, passen sich Bakterien, die sich schnell vermehren, an und
verändern ihr Erbgut. Antibiotika verlieren mehr und mehr ihre Wirkung
gegen diese gut trainierten, widerstandsfähigen Erreger, die nun weitaus
gefährlicher und nur schwer zu bekämpfen sind. In tropischen, feucht-
heißen Gebieten entwickeln sie sich zum massiven Problem, das vor Grenzen
nicht haltmacht. Laut der Weltgesundheitsorganisation WHO sind
Antibiotikaresistenzen eine globale Bedrohung der Gesundheit. – Und diesem
Thema „Global Health“, also der weltweiten Gesundheit und
Gesundheitsversorgung, haben sich Sören Becker und sein Team verschrieben.

Die Infektionsmedizinerinnen und -mediziner setzen an den Ursachen an:
Bereits seit einigen Jahren bauen Becker und seine Arbeitsgruppe in
betroffenen Ländern mithilfe von Klinikpartnerschaften und Kooperationen
Diagnostiklabore auf. Sie schulen die dortigen Ärztinnen und Ärzte und
ihre Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter darin, Erregern wie Bakterien, Viren
oder auch Würmern schnell auf die Spur zu kommen. Ein erfolgreiches
Vorhaben, das jetzt größere Kreise zieht und stetig wächst. „Es geht
hierbei nicht um teure Maschinen und aufwändige PCR-Tests, sondern um das
richtige Know-how und die passende, schnell verfügbare Ausrüstung für die
Routine-Infektionsdiagnostik: Das sind zumeist Agarplatten, also
Petrischalen mit einem Nährmedium, auf dem Bakterienkolonien kultiviert
werden, und Mikroskope, mit denen die Proben mikrobiologisch ausgewertet
werden“, erläutert Sören Becker.

Im westafrikanischen Guinea-Bissau, in Lesotho, in Indonesien und auch auf
Madagaskar arbeiten inzwischen so entstandene mikrobiologische
Diagnostiklabore. „Das Entscheidende ist, die Kolleginnen und Kollegen mit
dem erforderlichen Wissen zu schulen, das sie dann im Labor vor Ort sofort
selbst anwenden und auch selbst weitergeben können“, sagt der Experte für
Tropenmedizin. Regelmäßig reisen hierfür inzwischen Teams von Ärztinnen,
Ärzten sowie Labortechnikerinnen und -technikern auf den Medizin-Campus im
saarländischen Homburg und auch umgekehrt reisen Homburger Medizinerinnen
und Mediziner zu ihren Klinik-Partnern.

„Von diesem Wissensaustausch profitieren alle Seiten“, betont Sören
Becker, „für uns sind die Kenntnisse und die Erfahrung der Kolleginnen und
Kollegen sehr wertvoll: Sie haben aufgrund der weitaus höheren Fallzahl
etwa bei Infektionskrankheiten wie Malaria oder auch Darmparasiten, die
bei uns selten vorkommen, eine sehr hohe Expertise und Spezialwissen, das
uns weiterbringt.“ So ist im Februar etwa im Saarland das Projekt
„MOSKITO“ gestartet, an dem sich die Bevölkerung beteiligen kann. Hier
wird die aktuelle Verbreitung von krankheitsübertragenden Stechmücken
untersucht. „Mithilfe vergleichender Studien aus Guinea-Bissau an der
afrikanischen Westküste wollen wir Präventionsmaßnahmen ableiten“, sagt
Professor Becker.

Das Diagnostiklabor an der einzigen Universitätsklinik von Guinea-Bissau
hat vor inzwischen zwei Jahren seine Arbeit aufgenommen. Sören Becker
wandte sich damals direkt an den Gesundheitsminister des Landes, der bei
mehr als zwei Millionen Einwohnern zugleich der einzige Kinderchirurg ist.
Gemeinsam entwickelten beide die Idee einer Klinikpartnerschaft zum Aufbau
des Labors für Routine-Infektionsdiagnostik. Seither hat sich viel getan.
Homburger Delegationen reisten nach Guinea-Bissau, das an den Senegal und
Guinea grenzt. Afrikanische Labormitarbeiterinnen und -mitarbeiter kamen
für mehrere Wochen zur Weiterbildung nach Homburg. Die Teams verständigen
sich auf Englisch und Portugiesisch – in Guinea-Bissau ist Portugiesisch
die Amtssprache. „Wir schulen die Kolleginnen und Kollegen in Theorie und
Praxis der Infektionsdiagnostik“, sagt Professor Becker, der selbst
Portugiesisch spricht. Dabei geht es hier vor allem um bakterielle
Infektionen, aber auch sogenannte vernachlässigte Tropenkrankheiten wie
Dengue-Fieber, Darm-Würmer oder die durch Süßwasserkontakt übertragene
Wurminfektion Bilharziose.

In Indonesien engagiert sich das Team des Instituts für Medizinische
Mikrobiologie und Hygiene seit 2019 für eine verbesserte Diagnostik
speziell auch gegen Parasiten-, insbesondere Wurminfektionen, die auf den
dortigen Inseln weit verbreitet sind. Mit der Universität Gadjah Mada in
Yogyakarta arbeiten die Homburger Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler
daran, in den Partnerlaboratorien auf fünf indonesischen Inseln neue
Diagnostiktechniken einzuführen. „Wurminfektionen sind in Indonesien sehr
verbreitet. Unbehandelt können manche davon innerhalb weniger Tage sogar
lebensbedrohlich verlaufen. Die Diagnostik geht dabei über die Standard-
Labormethoden hinaus und bedarf spezieller Techniken, zu denen wir
gemeinsam Schulungen durchführen“, erklärt Sören Becker. „Wir haben
aktuell die Genehmigung des Folgeprojektes im Rahmen des Förderprogramms
Klinikpartnerschaften der Deutschen Gesellschaft für Internationale
Zusammenarbeit erhalten. Es ist vor wenigen Wochen gestartet“, freut sich
der Infektionsmediziner.

In Madagaskar wiederum geht es neben sonstigen Erregern vor allem um die
Verbesserung der Diagnostik und Vorbeugung von Tuberkulose und auch um
Wurminfektionen in ländlichen Regionen. Auch regelmäßige Diagnostik-
Onlinetrainings finden statt, wie mit Teams im afrikanischen Lesotho, das
eine der höchsten HIV-Raten der Welt verzeichnet. Mitglieder aus Beckers
Arbeitsgruppe waren im März vor Ort in Lesotho, um ein Labor einzurichten.

Nachdem inzwischen eine ganze Reihe an Diagnostiklaboren erfolgreich
laufen, arbeiten die Homburger Infektionsmediziner nun daran, die Teams
aus den verschiedenen Ländern auch untereinander zum gegenseitigen
Erfahrungsaustausch zu vernetzen. So besuchten sie vor wenigen Monaten
gemeinsam mit Partnern aus Indonesien, Lesotho und Guinea-Bissau die
Europäische Konferenz für Tropenmedizin und Internationale Gesundheit im
niederländischen Utrecht und organisierten zuvor ein Netzwerk-Treffen am
Campus Homburg. „Auf diese Weise soll ein Netzwerk zwischen den
Diagnostiklaboren entstehen“, sagt der Tropenmediziner.

Das globale „Förderprogramm Klinikpartnerschaften – Partner stärken
Gesundheit“ der Deutschen Gesellschaft für Internationale Zusammenarbeit
(GIZ) fördert mehrere Diagnostiklabor-Projekte des Instituts für
Medizinische Mikrobiologie und Hygiene. Dieses Förderprogramm wurde vom
Bundesministerium für wirtschaftliche Zusammenarbeit und Entwicklung
gemeinsam mit der Else Kröner-Fresenius-Stiftung initiiert. Es ist
eingebettet in die Agenda der Ziele für Nachhaltigkeit der Vereinten
Nationen.

Als erstes Leibniz-Institut hat das DIPF | Leibniz-Institut für
Bildungsforschung und Bildungsinformation das Audit „berufundfamilie
+vielfalt“ durchlaufen. Das entsprechende Zertifikat wurde am 18. Juni
überreicht. Es ergänzt das Zertifikat „berufundfamilie“, das dem DIPF
bereits fünf Mal verliehen wurde, und bescheinigt dem Institut, dass es
bewusst und sensibel mit Fragen von Familienentwicklung, Lebensphasen und
Vielfalt umgeht.

„Vielfalt ist für uns ein hohes Gut, an dem wir uns bereits in der
Vergangenheit bei unserem Handeln als Arbeitgeber orientiert haben“,
unterstreicht Susanne Boomkamp-Dahmen, die Geschäftsführerin des DIPF.
„Dabei geht es uns um ein Arbeitsumfeld, das die unterschiedlichen
Lebensumstände und Herausforderungen der Beschäftigten berücksichtigt,
Chancengerechtigkeit ermöglicht und Diskriminierungen entgegenwirkt.“

Im Rahmen des Audits durch die berufundfamilie GmbH haben Beschäftigte aus
allen Bereichen des DIPF in einem strukturierten Prozess Ansätze und
Möglichkeiten erarbeitet, wie die Vielfalt am Institut noch besser
gefördert werden kann. Dabei wurden insbesondere die Dimensionen Alter,
soziale Herkunft, Religion und Weltanschauung, physische und geistige
Fähigkeiten, ethnische Herkunft, Nationalität, sexuelle Orientierung,
Geschlecht und geschlechtliche Identität in den Blick genommen. Der Status
Quo wurde erfasst und ein Handlungsprogramm zu den verschiedenen
personalpolitischen Betätigungsfeldern entwickelt, das der Vorstand des
Instituts anschließend beschlossen hat.

„Diversity Management hat gerade auch in der Wissenschaft ein großes
Potenzial“, so Jessica Olbrich, die als Referentin für Personalentwicklung
das Audit im DIPF durchgeführt hat. „Alle Institutsbeschäftigten erfahren
unabhängig von ihren persönlichen Hintergründen und Voraussetzungen
Wertschätzung und Anerkennung – und sie leben diese Vielfalt auch und
bringen sich mit ihrem Können und ihrer Kreativität in das Institut ein.“
Dies gelinge insbesondere durch einen stetigen vertrauensvollen Austausch
mit dem Vorstand, den Beschäftigten und den Personalvertretungen.

Eine neue Versuchsanlage am Limnologischen Institut der Universität
Konstanz ermöglicht es, die Entwicklung der Artenvielfalt in Gewässern wie
dem Bodensee zu untersuchen. Möglich wurde sie durch die Förderung der
Gips-Schüle-Stiftung.

Wie verändert sich die Biodiversität in Gewässern wie dem Bodensee? Welche
Faktoren nehmen Einfluss darauf? Und was kann man künftig ändern, um dem
Artenschwund Einhalt zu gebieten? Das Forschungsvorhaben Aquatic
Biodiversity Exploratories (ABOVE) am Limnologischen Institut der
Universität Konstanz will diese Fragen beantworten. Die dazu neu
installierte Versuchsanlage macht es Wissenschaftler*innen der Universität
Konstanz möglich, die Biodiversität unter verschiedenen Bedingungen zu
verfolgen; und das über lange Zeiträume.

Seit den 1970er Jahren hat die durchschnittliche Anzahl der Individuen pro
Art im Süßwasser in Flüssen und Seen um 83% abgenommen. „Dieser sehr
beunruhigende Rückgang der Biodiversität ist allerdings nur wenig
verstanden und wir wissen so gut wie gar nichts über die Vielfalt
innerhalb von Arten, die eine wichtige Rolle bei der Reaktion von
Ökosystemen auf Störungen spielt“, sagt Lutz Becks, Professor für
Aquatische Ökologie und Evolution an der Universität Konstanz.
„Biodiversitätsforschung ist daher so wichtig und dringlich, nicht nur um
zu verstehen, wie es zu diesen Veränderungen kommt bzw. gekommen ist,
sondern auch um vorhersagen zu können, was künftig anders gemacht werden
muss.“ Letztlich geht es darum, dass die Biodiversität nach dem Rückgang
wieder zunehmen kann, und dass wir mit den gewonnenen Erkenntnissen
entsprechende Maßnahmen einleiten, die diese fördern.

Versuchsanlage schafft ideale Voraussetzungen für die
Forschungsexperimente
Die 600-Liter-Tanks der Anlage, auch Mesokosmen genannt, sind groß genug,
um die Diversität in ihrer Komplexität gut abbilden zu können. Sie werden
mit planktonhaltigem Bodenseewasser befüllt. Indem die Wassertanks
Experimente mit echtem Seewasser ermöglichen, dies aber in einem
abgetrennten Bereich, sind sie vergleichbar mit einem in sich
geschlossenen Miniatur-Biotop. In diesem kontrollierten Umfeld können die
Wissenschaftler*innen Umwelteinflüsse simulieren und dabei ganz
spezifische Aspekte der Artenentwicklung unter die Lupe nehmen. Mesokosmen
schaffen dadurch eine wichtige Brücke zwischen Labor- und
Freilandforschung. „Großartig an dieser Anlage ist, dass wir nicht nur
einzelne Arten erfassen, sondern auch die Vielfalt innerhalb der einzelnen
Arten und ihre Interaktionen untereinander beobachten können“, so Becks.
„Und wir können Bedingungen verändern, also manipulieren. Dies ermöglicht
es uns beispielsweise, Stressfaktoren wie die Temperatur zu ändern und zu
messen, welchen Einfluss dies auf die Planktongemeinschaften hat.“

Ein entscheidendes Merkmal der Anlage wird die automatisierte
Bilderfassung zur Bestimmung der Lebensgemeinschaften sein. „Wir freuen
uns sehr, dieses zukunftsträchtige Forschungsvorhaben zu unterstützen, das
ökologische Forschung mit moderner KI-Technologie verbindet,“ sagt Stefan
Hofmann, Vorstand der Gips-Schüle-Stiftung.

Die Pilotanlage soll bis zum Herbst 2024 intensiv getestet werden, bevor
mit dem Bau weiterer Tanks fortgefahren wird. Die komplette Anlage wird 34
Tanks umfassen. Auch Studierenden soll die Anlage neue Möglichkeiten
eröffnen. „Wir planen unter anderem, die Anlage in Praktika im Bachelor-
und Masterstudiengang einzusetzen. So können wir die nächste Generation
von Wissenschaftler*innen an modernste Methoden und grundlegende
Fragestellungen heranführen. Gleichzeitig können wir mit Hilfe der
Studierenden entsprechend große Datenmengen generieren und bearbeiten“,
meint Becks.

Zur Gips-Schüle-Stiftung
Die Gips-Schüle-Stiftung fördert vielseitige Projekte in den Bereichen
Wissenschaft und Forschung, Nachwuchs und Lehre. Neben dem
Forschungsvorhaben Aquatic Biodiversity Exploratories (ABOVE) fördert sie
die Gips-Schüle-Forschungsgruppe Communication and Collective Movement an
der Universität Konstanz Außerdem gehört sie seit 2019 zum Fördererkreis
des Deutschlandstipendiums an der Universität Konstanz. Der Chemiker
Manuel Häußler erhielt den mit 10.000 Euro dotierten Nachwuchspreis der
Gips-Schüle-Stiftung in der Kategorie Technikwissenschaften.

Faktenübersicht:
•       Das Forschungsprojekt Aquatic Biodiversity Exploratories (ABOVE)
untersucht, unter welchen Bedingungen sich Biodiversität verändert.
Mittels spezieller Mikroskop-Anlagen und unter Einsatz von KI sollen
unterschiedliche Planktongemeinschaften identifiziert, beobachtet und
deren Entwicklung unter verschiedenen, simulierten Umwelteinflüssen
ausgewertet werden.
•       Die Pilotanlage mit vier Tanks wurde Ende April 2024 im
Limnologischen Institut aufgebaut und in Betrieb genommen.
•       Das Projekt wird seit 2023 durch die Gips-Schüle-Stiftung
gefördert. Die für 2024 neu bewilligte Fördersumme beläuft sich auf
230.000 Euro.

Schmerztherapien mittels direkter Nervenstimulation kommen in der
Neurochirurgie zum Einsatz. | Chronischer Knieschmerz wird mithilfe einer
dünnen Elektrode einfach ausgeschaltet. | Ein unkomplizierter Test
ermittelt die Erfolgsaussichten bei Patientinnen und Patienten.

In Deutschland bekommen jährlich rund 150.000 Patientinnen und Patienten
ein künstliches Kniegelenk. Häufig ist eine fortgeschrittene Arthrose oder
eine Knieverletzung der Grund für eine solche Operation. Doch trotz guter
Erfolge in der Chirurgie kann es passieren, dass die erhoffte
Schmerzlinderung ausbleibt. Am Universitätsklinikum Carl Gustav Carus
Dresden kommt nun eine neuartige Therapie zum Einsatz, die chronische
Knieschmerzen mindert, wenn die erhoffte Linderung nach dem Eingriff
ausbleibt. In der Neurochirurgie des Uniklinikums werden Patientinnen und
Patienten mit einer dünnen Elektrode versorgt, die die Weiterleitung des
Schmerzes an das Gehirn ausschaltet. Ein Test gibt noch vor dem Eingriff
Aufschluss darüber, ob diese Methode erfolgreich ist. „Die periphere
Nervenstimulation hat sich als effektive Therapie bei Schmerzpatientinnen
und -patienten etabliert und sorgt für wesentlich mehr Lebensqualität bei
den Betroffenen“, sagt Prof. Ilker Eyüpoglu, Direktor der Klinik und
Poliklinik für Neurochirurgie. „Dass wir als Maximalversorger Vorreiter in
der Anwendung dieser neuartigen Methode sind, unterstreicht einmal mehr
die große Bandbreite unserer Therapiemöglichkeiten und Expertise“, sagt
Prof. Michael Albrecht, Medizinischer Vorstand am Uniklinikum.

Neben Verschleißerscheinungen im Alter, wie etwa Arthrose, können Unfälle
oder Sportverletzungen den Einsatz einer Knie-Endoprothese notwendig
machen, auch bei jüngeren Menschen. Doch nicht immer mindert dieser
Eingriff die Schmerzen. Für die Betroffenen beginnt meist eine Odyssee von
einem Behandlungsansatz zum nächsten. Die meisten unterziehen sich
weiteren Operationen am Kniegelenk, was aber selten zu einem
zufriedenstellenden Ergebnis führt. Sind alle operativen Möglichkeiten
ausgeschöpft, kommen oft starke Schmerzmedikamente zum Einsatz. Diese
können allerdings nicht gezielt am Knieschmerz eingesetzt werden, sondern
bereiten sich im ganzen Körper aus. Zudem wird im Schnitt nur bei einem
von fünf Betroffenen eine Verringerung der Schmerzen erreicht. Zusätzlich
überwiegen die oft heftigen Nebenwirkungen den eigentlichen Effekt.

Direkte Neurostimulation schaltet chronischen Knieschmerz aus

Hier bietet die sogenannte periphere Nervenstimulation (PNS) eine
Möglichkeit, den Schmerz direkt und einfach auszuschalten. Ein Vorreiter
der direkten Neurostimulation ist der Experte für periphere Nerven am
Uniklinikum Dresden, Oberarzt Dr. Daniel Martin. Er setzt die Methode bei
Fällen ein, wo Nervenschädigungen nach Verletzungen oder Operationen
aufgetreten und klar umschriebene Schmerzbereiche entstanden sind. Bei der
direkten Neurostimulation wird der betroffene Nerv kontinuierlich durch
elektrische Impulse stimuliert. Als besonders wirksam hat sich diese Art
der Neurostimulation bei Knieschmerzen erwiesen. Dafür wird in einer OP
eine dünne Elektrode direkt auf dem unter mikroskopischer Sicht
freigelegtem Nerv platziert.

Statt der Schmerzen spüren die Patientinnen und Patienten anschließend nur
noch ein minimales angenehmes Kribbeln. Die Stärke des Kribbelns können
die Betroffenen selbst regulieren. Der Großteil von ihnen berichtet von
einer Schmerzreduktion von über 50 Prozent, woraufhin die
Schmerzmedikation reduziert werden kann. In wenigen, einzelnen Fällen ist
sogar eine komplette Schmerzfreiheit möglich. Bei Gerald Jenert, der seit
2022 Patient in der Neurochirurgie des Uniklinikums ist, wurde die
Elektrode im Dezember 2023 implantiert. Dem ging ein langer Leidensweg
voraus. Schon seit 2010 leidet der heute 71-Jährige Dresdner unter starken
Knieschmerzen, war zunächst in ambulanter orthopädischer Behandlung. Dem
folgten mehrere Eingriffe wie Knorpelglättung, Arthroskopie,
Narkosemobilisation, 2016 schließlich ein Prothesenwechsel. Medikamente,
Physiotherapien, Reha, Schmerzarzt – all das begleitet Gerald Jenert seit
vielen Jahren ohne nennenswerte Besserung. Im vergangenen Jahr beginnt er
am Uniklinikum Dresden eine multimodale Schmerztherapie, Ende 2023 wird
die Elektrode für die periphere Nervenstimulation eingesetzt. Die
Handhabung sei einfach, der stechende Knieschmerz seitdem zu 80 Prozent
reduziert. Geblieben ist ein dumpfer Schmerz direkt im Knie. „Das Gehen
von längeren Strecken und allgemein eine größere Belastung sind wieder
möglich“, sagt Gerald Jenert. Obwohl sich an der eingeschränkten
Kniebeugung nichts geändert hat und Treppensteigen nach wie vor nicht im
Wechselschritt möglich ist, bringt die Reduktion des dauerhaften Schmerzes
viel Lebensqualität in den Alltag von Gerald Jenert zurück.

Einfacher Test ermittelt Erfolgsaussichten

Um eine unnötige Operation zu vermeiden, gibt es einen einfachen Test, um
die Erfolgsaussichten besser einschätzen zu können. Dabei betäubt Dr.
Daniel Martin den infrage kommenden Nerv mittels Lokalanästhetikum für
wenige Stunden. Hat diese sogenannte Nervenblockade funktioniert, sind die
Schmerzen unterdrückt – der „richtige“ Nerv ist gefunden und die
Weiterleitung der Knieschmerzen in das Gehirn wird ausgeschaltet. Genau
auf diesen Nerv wird die dünne Elektrode implantiert. Ein leichter
Stromimpuls kann nun wie ein „Störsignal“ die Knieschmerzen dauerhaft
unterbrechen. Ein weiterer Vorteil: Die Betroffenen entscheiden, wann die
Nervenstimulation startet. Grundsätzlich kommt diese Methode bei allen
chronischen Schmerzen nach Nervenverletzungen durch Unfälle oder
Operationen an Armen und Beinen in Frage.