In seiner Funktion als Abgeordneter des Wahlkreises Potsdam-Mittelmark II
besuchte Bundeskanzler Olaf Scholz am Montag gemeinsam mit Dr. Manja
Schüle, Ministerin für Wissenschaft, Forschung und Kultur (MWFK) des
Landes Brandenburg, das Deutsche Institut für Ernährungsforschung Potsdam-
Rehbrücke (DIfE). Im Rahmen seiner Sommertour informierte sich der
Kanzler, wie die Ernährung die Gesundheit beeinflussen kann, wie
Forschungsergebnisse in Präventions- und Therapiemöglichkeiten für
ernährungsbedingte Erkrankungen einfließen und welche Rolle Nachhaltigkeit
und Klimaneutralität am DIfE spielen.

Präventionsforschung und Nachhaltigkeit im Fokus

Die neue Woche startete für das DIfE mit einem ganz besonderen Ereignis:
Bei strahlendem Sonnenschein empfingen Prof. Dr. Tilman Grune und Dr.
Birgit Schröder-Smeibidl, Vorstand des DIfE, den deutschen Bundeskanzler
Olaf Scholz und Brandenburgs Wissenschaftsministerin Dr. Manja Schüle im
Gerty-Cori-Haus. In einer kleinen Gesprächsrunde bekamen die beiden SPD-
Politiker Einblicke in die Forschungsschwerpunkte und die strategische
Ausrichtung des Instituts. Der wissenschaftliche Vorstand Prof. Grune
betonte dabei die Bedeutung der Präventionsforschung in Deutschland: „Mit
Blick auf die aktuellen Erkrankungszahlen ist es immens wichtig, die
Ursachen ernährungsbedingter Krankheiten wie Übergewicht, Typ-2-Diabetes
und Herz-Kreislauf-Erkrankungen bereits an der Wurzel zu bekämpfen.
Präventive Maßnahmen sind entscheidend, um das Leid der Betroffenen zu
minimieren und das Gesundheitssystem langfristig zu entlasten. Die
Präventionsforschung sollte daher unbedingt weiter gefördert werden.“
Daran anschließend informierte Dr. Schröder-Smeibidl, administrativer
Vorstand, über die 2021 begonnene und von Bund und Land mit 19,1 Millionen
Euro geförderte Sanierungsmaßnahme des DIfE-Altbaus sowie über den
innovativen Ansatz zum Bau einer Energiezentrale zur Wärme- und
Kälteerzeugung.

Im Dialog mit Mitarbeiter*innen aus Forschung und Administration

Nach dem Austausch in kleiner Runde stellten vier Mitarbeiter*innen aus
Wissenschaft und Administration in 90-sekündigen Kurzpräsentationen ihre
Arbeit am DIfE vor. Den Anfang machte Prof. Dr. Annette Schürmann,
Leiterin der Abteilung Experimentelle Diabetologie und Sprecherin des
Deutschen Zentrums für Diabetesforschung (DZD), indem sie den dringenden
Handlungsbedarf bei der Prävention des Typ-2-Diabetes aufzeigte.
Anschließend erklärte Dr. Sören Ocvirk, Projektleiter der Arbeitsgruppe
Intestinale Mikrobiologie, wie wichtig die Vielfalt der Darmmikrobiota ist
und wie sich diese durch eine gesunde Ernährung erhalten lässt. Daraufhin
präsentierte Selma Yagoub, Doktorandin der Nachwuchsgruppe Neuronale
Schaltkreise, welchen Einfluss die mütterliche Ernährung in der
Schwangerschaft auf die Bildung neuronaler Schaltkreise beim Kind hat.

Klimaneutraler Forschungsbetrieb bis 2035

Im Anschluss an die wissenschaftlichen Themen erläuterte Mathias Noll,
Leiter des Referats Technik und Betrieb, die Herausforderungen und
Lösungsansätze auf dem Weg zu einem klimaneutralen Forschungsinstitut.
„Mit dem von der Leibniz-Gemeinschaft geförderten Pilotvorhaben
‚Klimaneutraler Forschungsbetrieb‘ werden wir Konzepte und Instrumente für
einen klimaneutralen Wissenschaftsbetrieb entwickeln, diese Ideen der
Leibniz-Gemeinschaft zur Verfügung stellen und somit einen Beitrag zur
Nachhaltigkeit leisten. Mit der Landesförderung aus dem Brandenburg-Paket
sollen bereits erste Maßnahmen zur Reduktion der CO2-Emmissionen bis Ende
2024 umgesetzt werden“, sagte Noll.

Dr. Schröder-Smeibidl unterstrich diese Pläne: „Wir werden mit der
anstehenden großen Sanierungsmaßnahme und dem Bau einer neuen
Energiezentrale die Abhängigkeit des DIfE von fossilen Energiequellen
deutlich reduzieren können und unserem Ziel, im Jahr 2035 klimaneutral zu
sein, entscheidend näher kommen.“

Humanstudienzentrum und Biobank im Schnelldurchlauf

Zum Abschluss des einstündigen Besuchs von Olaf Scholz und Manja Schüle
stand eine kurze Besichtigung des Humanstudienzentrums (HSZ) und der
angrenzenden Biobank auf dem Programm. Dabei erklärte HSZ-Leiterin Dr.
Sonja Schieß, wie das HSZ sowohl Wissenschaftler*innen des DIfE als auch
externe Forschende bei der Erzeugung und dem Management von
Forschungsdaten und Proben unterstützt. In der Biobank angekommen, übergab
sie das Wort an Peggy Großmann, die den Gästen das Kernstück der Biobank
präsentierte: einen Probenroboter, in dem bis zu 180.000 menschliche
Bioproben bei -150 bis -180 °C aufbewahrt und durch ein automatisiertes
Handling vereinfacht eingelagert und entnommen werden können.

Forschung auf höchstem internationalem Niveau

Seine Eindrücke und Erkenntnisse des Tages fasste Olaf Scholz in einem
abschließenden Statement zusammen: „Ernährung ist etwas, das für uns als
Menschen dazu gehört. Es ist wichtig zu wissen, wie Ernährung so gestaltet
werden kann, dass wir gut und gesund leben können. Darum ist es von großer
Bedeutung, dass hier auf höchstem internationalem Niveau geforscht wird
und diese Erkenntnisse dann Stück für Stück in unseren Alltag gelangen.“

Dr. Manja Schüle ergänzte: „Ein Sprichwort lautet: ‚Du bist, was Du isst.‘
Am DIfE wird erforscht, welches Essen uns guttut. Denn das Risiko für
Volkskrankheiten wie Typ-2-Diabetes oder Herz-Kreislauf-Erkrankungen ist
erheblich von unserer Ernährung abhängig. Aber: Wie entstehen
Entscheidungen zur Nahrungsauswahl im Gehirn - und können sie verändert
werden? Wie reagiert der Körper auf eine bestimmte Ernährungsweise? Mit
seiner exzellenten experimentellen und anwendungsorientierten
Grundlagenforschung arbeitet das DIfE an diesen und weiteren
Zukunftsfragen. Doch das traditionsreiche Institut ist nicht nur ein Motor
der Ernährungs- und Gesundheitswissenschaften in Brandenburg, sondern auch
ein wichtiger Akteur in der Wissenschaftskommunikation. Und davon - mehr
Wissenschaft, mehr Lösungsvorschläge, mehr Diskurs - kann es nie genug
geben!"

Die Altosens GmbH ist ein 2022 gegründetes Spin-Off des Fraunhofer-LBF.
Ausgehend von der DELTA-C®-Technologie hat das Osnabrücker Startup
Altosens eine kraftmessende Unterlegscheibe entwickelt, welche die
Grundlage für ein Monitoring-System bildet, mit die Verfügbarkeit von
Maschinen, Anlagen und Infrastruktur erhöht wird. Die Altosens GmbH wurde
für den Innovationspreis 2023 des Landes Niedersachsen in der Kategorie
„Wirtschaft“ nominiert. In dieser Kategorie werden kleine und mittlere
Unternehmen in Niedersachsen mit Projekten, die neue oder erheblich
verbesserte Produkte, Produktionsverfahren oder Dienstleistungen
hervorbringen, ausgezeichnet.

Gründung nah an den Kunden

»Als Fraunhofer-Institut stehen wir laufend vor der Herausforderung, die
von uns entwickelten Technologien an den Markt zu bringen. Es ist toll,
wenn wie im Fall von Altosens Gründerpersönlichkeit, Technologie und die
lokalen Randbedingungen für Startups zusammenpassen.« freut sich Jan
Hansmann, Techtransfer-Promotor am Fraunhofer-Institut für
Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF und Teil des Altosens-
Teams. »Binnen eines Jahres haben wir es geschafft, ausgehend von der
Fraunhofer-Technologie ein erstes eigenes Produkt zu entwickeln. Neben der
guten Zusammenarbeit mit Fraunhofer war insbesondere die Unterstützung
durch das Osnabrücker Startup-Ökosystem rund um das Seedhouse
entscheidend. Dass dieses Projekt, das in Anspielung an die Bauform des
Produkts den internen Arbeitstitel »der Flachmann« trägt, für den
Innovationspreis des Landes Niedersachsen nominiert wurde, freut mich umso
mehr.« so Altosens-Geschäftsführer Uwe Steinkamp.

Vom Lautsprecher zur kraftmessenden Unterlegscheibe

Die zugrundeliegende Technologie – es handelt sich um eine besondere
Bauform so genannter Dielektrischer Elastomere – wurde vor über zehn
Jahren am Fraunhofer LBF entwickelt. Die Technologie ermöglicht sowohl die
Realisierung von Aktoren, wie beispielsweise Lautsprecher oder aktiven
Schwingungsdämpfern, als auch von Sensoren. In den ersten Jahren
fokussierte die Forschung am Fraunhofer LBF auf aktorische Anwendungen.
»Als wir gemerkt haben, dass für industriell nutzbare Aktorlösungen noch
Hemmnisse bestehen, aber der Bedarf nach innovativen Sensorlösungen am
Markt groß ist, haben wir den Schwerpunkt unserer Forschung auf die
Sensorik gelegt. Auch das gehört zur anwendungsorientierten Forschung.«
erklärt Dr. William Kaal, Wissenschaftler am Fraunhofer LBF und einer der
Miterfinder der DELTA-C®-Technologie.

Blutdruck, Herzfrequenz, Schrittzahl oder Schlafqualität – kontinuierlich
und in Echtzeit zeichnen Wearables gesundheitsrelevante Daten auf. Die
Informationen, die die kleinen, mit immer besseren Sensoren ausgestatteten
Geräte sammeln, sind längst nicht mehr nur für Fitness-Fans interessant.
Auch in der Medizin wird ihre Bedeutung zunehmend erkannt, und es gibt
erste Ansätze, sie für Prävention, Diagnose und Monitoring zu nutzen.
Welches Potenzial die Wearables speziell bei der Behandlung entzündlich-
rheumatischer Erkrankungen haben, lotet ein Übersichtsbeitrag in der
„Zeitschrift für Rheumatologie“ aus, dem offiziellen Organ der Deutschen
Gesellschaft für Rheumatologie e. V. (DGRh).

Ob als Armband, Brustgurt, oder integriert ins T-Shirt – Wearables werden
ihrem Namen gemäß am Körper getragen und begleiten ihre Besitzer oft rund
um die Uhr, nahezu unbemerkt und ohne ihre Aktivitäten zu beeinflussen.
„Wearables bieten somit die bislang einmalige Möglichkeit, nicht nur
punktuell in der Arztpraxis, sondern kontinuierlich und über einen
längeren Zeitraum hinweg diagnostisch wertvolle Daten zu erheben“, sagt
Dr. med. Martin Krusche, stellvertretender Leiter der Sektion für
Rheumatologie und entzündliche Systemerkrankungen der III. Medizinischen
Klinik und Poliklinik am Universitätsklinikum Hamburg-Eppendorf, der den
Übersichtsartikel mit verfasst hat. Denn längst gehen die Funktionen
mancher Wearables weit über die für Freizeitsportler interessante Messung
von Schrittzahl, Puls und zurückgelegter Distanz hinaus. Smartwatches
verschiedener Hersteller registrieren heute auch die Sauerstoffsättigung
des Blutes, die Atemfrequenz und die Schlafqualität. Manche Geräte können
sogar einfache EKGs aufzeichnen, den Blutdruck und die Temperatur messen
sowie Stürze erkennen.

Damit sind verschiedene Anwendungen der kleinen, im Privatbereich bereits
millionenfach genutzten Geräte denkbar. „Die Forschung hierzu, speziell
auf dem Gebiet der Rheumatologie, steht jedoch noch am Anfang“, betont
Krusche. Erste Studien befassten sich haupt-sächlich damit, ob sich die
für Rheuma-Betroffene so wichtige körperliche Aktivität mithilfe von
Wearables steigern lässt. Wie eine Metaanalyse mit insgesamt knapp 1600
Patientinnen und Patienten zeigte, führt allein das Tracken bereits zu
einer Steigerung der täglichen Schrittzahl um 1520, sowie zu 16 Minuten
mehr körperlicher Aktivität pro Tag. „Die Möglichkeit zur individuellen
Zielsetzung, zum Teil auch mit Erinnerungsnachrichten, steigert offenbar
die Motivation und verringert die Hürden für eine körperliche Betätigung
im Alltag“, folgert Krusche – und das sei nachweislich mit positiven
Effekten auf Krankheitsaktivität, Schmerzen und Erschöpfung verbunden.

Umgekehrt lässt sich mithilfe der Wearables auch nachvollziehen, wie
Krankheitsschübe sich auf das Aktivitätsniveau auswirken. In verschiedenen
Studien zeigte sich, dass körperliche Aktivität und Schrittzahl während
eines Krankheitsschubs in typischer Weise ab-nehmen, die
entzündungshemmende Cortisontherapie dem jedoch entgegenwirkt. Die
aufgezeichneten Aktivitätsmuster erlauben damit auch direkten Rückschluss
auf akute Krankheitsschübe, die sich mit hoher Sensitivität und Spezifität
ablesen lassen. „Mithilfe eines maschinellen Lernprogramms wurden fast 96
Prozent der Schübe korrekt erkannt“, sagt Krusche. Damit böten die
Wearables das Potenzial, den individuellen Krankheitsverlauf zu überwachen
und zum Beispiel telemedizinische Angebote zu ergänzen. Auch im Rahmen von
Studien könnten sie wertvolles Datenmaterial liefern, mit dem sich die
Wirksamkeit von Therapien objektiv erfassen lasse.

Mit zunehmender Messgenauigkeit und Funktionsvielfalt der Wearables werden
sich die Anwendungsmöglichkeiten in Zukunft wohl noch deutlich ausdehnen,
auch im rheumatologischen Bereich. Einige Geräte sind zum Beispiel bereits
heute in der Lage, Herzrhythmusstörungen zu detektieren, für die manche
entzündlich-rheumatisch Erkrankte ein erhöhtes Risiko besitzen können. „Um
Folgeschäden wie einen Schlaganfall zu vermeiden, ist es wichtig, diese
Arrhythmien frühzeitig zu entdecken“, erläutert Krusche. Die Wearables
können hier womöglich eine diagnostische Lücke schließen. Auch die Messung
von Sauerstoffsättigung und Atemfrequenz kann wichtige diagnostische
Hinweise geben, denn auch das Risiko von Lungenerkrankungen wie einer
Lungenfibrose kann bei bestimmten Rheuma-Patienten erhöht sein.

Während die Möglichkeiten der Wearables, gesundheitsrelevante
Informationen zu sammeln, bereits beeindruckend weit entwickelt sind, gibt
es in Bezug auf ihre Verwendung und Weiterverarbeitung noch offene Fragen.
„Ihre sinnvolle Nutzung ist zum einen an einen effektiven Datenschutz, zum
anderen an eine geeignete telemedizinische Infrastruktur geknüpft“, sagt
Prof. Dr. med. Christof Specker, Präsident der DGRh. Die riesigen
Datenmengen, die von den Geräten generiert würden, müssten mithilfe von
KI-Lösungen vorselektioniert werden, die selbsttätig nach Auffälligkeiten
suchten. Auf Wunsch des einzelnen Patienten könnten Wearables bereits
heute in Monitoring und Therapie integriert werden. Bis zu einem breiten
Einsatz der Geräte sei jedoch noch weitere Forschung nötig.

Versiegelte Flächen besser nutzen und durch regenerative Energien das
Pendeln umweltfreundlicher gestalten: HM-Studierende entwickelten ein
Konzept, wie die 30.000 P+R-Parkplätze in und um München mit Solardächern
und Ladestationen für E-Autos ausgestattet werden können.

Das Pendeln von Menschen in und um München soll dank besserer Nutzung der
Parkflächen umweltfreundlicher werden. Eine Überdachung von Park+Ride-
Anlagen mit Solar-Panels soll es Pendler:innen ermöglichen, ihre E-Autos
mit dem so generierten Strom aufzuladen. Zu ihren Arbeitsstätten gelangen
sie von dort aus inzwischen mit den öffentlichen Verkehrsmitteln.

Regina Kirchlechner, Studentin der Fakultät Bauingenieurwesen an der HM,
hatte im Rahmen des interdisziplinären Lehrprojektes ZukunftGestalten die
Idee für das Projekt Solar – Park+Ride. Mit drei weiteren Studierenden aus
verschiedenen Fakultäten gründete sie ein Projektteam. „Da ich selbst zu
einem P+R-Pendlerparkplatz fahre, der nur wenige Ladesäulen hat und auf
meiner Laufstrecke zuhause einen Solarcarport gesehen habe, habe ich mich
gefragt, warum man das nicht großflächig machen könnte“, so Kirchlechner.

Park+Ride: Großes Potenzial für regenerative Energie

Beim Format ZukunftGestalten ist bei jeder Gruppe ein externer
Praxispartner involviert: Das Konzept für Solar – Park+Ride wurde mit
Unterstützung der Landeshauptstadt München erarbeitet. Es könnte der
Landeshauptstadt helfen, Nachhaltigkeitsziele der UN, wie das der
Reduzierung von CO2-Emissionen, zu erfüllen. Die Solarparkplätze
produzieren regenerative Energie; überschüssiger Strom könnte in das
öffentliche Energieversorgungsnetz eingespeist werden. Wenn E-Autos
tagsüber geladen werden anstatt hauptsächlich nachts auf
Privatparkplätzen, würde das zudem nächtliche Ladespitzen reduzieren.
Durch das Projekt sollen sowohl Anreize für den Umstieg auf E-Autos als
auch für eine verstärkte Nutzung öffentlicher Verkehrsmittel geschaffen
werden.

Bislang verfügen die P+R-Anlagen im Stadtgebiet München über 7.400
Parkplätze und im gesamten MVV-Raum über rund 30.000 Stellplätze. Die
Ladeplätze sind dagegen derzeit begrenzt.

Unter der Leitung von Prof. Dr. Frank Palme, Fakultät für Maschinenbau,
Fahrzeugtechnik, Flugzeugtechnik, entwickelten die Studierenden
exemplarisch für den P+R-Parkplatz am Standort Daglfing ein Modell mit
konkreten Ideen zur Umsetzung. Das komplette Konzept liegt nun zur Prüfung
bei der Stadt München.

Neben Kirchlechner waren an Solar – Park+Ride die Studierenden Peter
Essendorfer, Yasmin Müller und Petra Stellmacher unter der Leitung von
Prof. Dr. Frank Palme beteiligt. Das Team stand dabei in engem Austausch
mit der Landeshauptstadt München.