Gesundheit

Die Abteilung für Urologie der Asklepios Klinik Barmbek (Hamburg) unter
der Leitung von Prof. Dr. Andreas Gross bietet Patienten mit gutartiger
Prostatavergrößerung neben den dort etablierten modernsten Laserfahren ab
sofort ein weiteres innovatives Behandlungsverfahren an: Mit dem „AquaBeam
“-OP-Roboter können die Spezialisten der renommierten urologischen
Abteilung überschüssiges Prostatagewebe besonders genau und gleichzeitig
schonend entfernen. Das Geheimnis hinter der neuen Technik ist eine
Kombination aus Bildgebung und hoch fokussiertem Wasserstrahl.

Die im Silicon Valley in den USA entwickelte Technik kommt bundesweit
bislang nur an fünf Standorten zum Einsatz, davon drei bei Asklepios. Die
Urologen im Asklepios Klinikum Harburg waren im August 2017 unter der
Leitung von Prof. Dr. Thorsten Bach weltweit die ersten, die AquaBeam in
der Routinetherapie der gutartigen Prostatavergrößerung eingesetzt haben.
Mittlerweile haben dort schon mehr als 200 Patienten von dem neuen
Verfahren profitiert – das entspricht einem Fünftel aller Patienten
weltweit, die bislang mit dem AquaBeam erfolgreich behandelt wurden. Im
September 2018 wurde AquaBeam auch in der Urologie in der Asklepios
Paulinen Klinik in Wiesbaden installiert, jetzt startet die Urologie in
Hamburg-Barmbek.

„Die Urologie der Asklepios Klinik Barmbek ist eine der innovativsten
Abteilungen mit überregionaler Strahlkraft. Die Einführung des AquaBeam-
Verfahrens dort ist nur konsequent, angesichts der Vorreiterrolle z. B.
bei der Behandlung der Prostata mit neuen Laserverfahren und dem hoch
intensiv fokussiertem Ultraschall (HIFU)“, sagt Prof. Dr. Christoph U.
Herborn, Chief Medical Officer der Asklepios Kliniken Gruppe. „Die
Behandlungserfolge und die wissenschaftlich-analytische Begleitung der
Patienten durch Prof. Bach und sein Team im Asklepios Klinikum Harburg
haben den Ausbau des AquaBeam-Angebotes bei Asklepios wesentlich
vorangetrieben“, so Prof. Herborn. „Als Folge können wir den Patienten mit
gutartiger Prostatavergrößerung dieses moderne und besonders schonende
Operationsverfahren bereits an drei Standorten von Asklepios anbieten. Wir
beobachten, dass Patienten zum Teil aus dem europäischen Ausland anreisen,
um von dem neuen Verfahren zu profitieren. Parallel dazu lernen Ärzte aus
der ganzen Welt die neue Technologie von unseren Spezialisten bei
Asklepios“, so Prof. Herborn.

Anders als bei anderen Operationsverfahren können die Urologen mit dem
AquaBeam den zu entfernenden Teil der Prostata zu Beginn des Eingriffs
besonders genau identifizieren und markieren. „Die so markierten Bereiche
entfernt der Operateur schonend mit einem Hochdruck-Wasserstrahl unter
computergestützter Führung“, erläutert der Chefarzt der Urologie in der
Asklepios Klinik Barmbek, Prof. Dr. Andreas Gross. Der national und
international erfahrene und anerkannte Urologe Prof. Gross ist von den
Vorteilen des neuen AquaBeam-Verfahrens überzeugt: „Der Eingriff ist
außerordentlich präzise, sehr schnell und reduziert die Reizung des
Gewebes im Vergleich zur mechanischen Technik oder Hitzeeinwirkung eines
Lasers auf ein Minimum.“

Die operative Behandlung von gutartigen Prostatavergrößerungen durch die
Harnröhre ist bereits seit vielen Jahrzehnten möglich. Seit gut 15 Jahren
auch mit Hilfe von Speziallasern, mit denen man das überschüssige Gewebe
entweder verdampfen oder entkernen kann. „Schon die Laser-Technik hat die
Operation einer vergrößerten Prostata deutlich schonender gemacht – das
AquaBeam-Verfahren ist nun die nächste große Innovation“, ist sich Prof.
Dr. Gross sicher. Der Patient profitiert gleich mehrfach von der neuen
Technik: Die Operationszeit ist sehr kurz – und da es sich um ein
robotisches Verfahren handelt, ist eine gleichbleibende und hohe Qualität
gesichert. Aus Sicht von Prof. Gross sind zwei wesentliche Punkte von
besonderer Bedeutung für den Patienten: „Zum einen kann der Schließmuskel
sicher geschont werden, sodass keine Gefahr der Inkontinenz besteht. Zum
anderen kann die Funktion des Samenergusses mit großer Wahrscheinlichkeit
erhalten werden.“

Innovative Verfahren und passgenaue Behandlungskonzepte
In Deutschland unterziehen sich jährlich ca. 70.000 Männer einer Operation
in Folge einer gutartigen Prostatavergrößerung – ca. 500 davon in der
Asklepios Klinik Barmbek. Damit zählen die Barmbeker Urologen zu den
Abteilungen mit dem größten Erfahrungsschatz in Deutschland. Ein Großteil
der Patienten könnte künftig von den Vorteilen des neuen Verfahrens
profitieren. Besonderen Wert legt Prof. Gross vor dem Hintergrund seiner
über 30-jährigen Erfahrung allerdings darauf, das passgenaue
Behandlungskonzept für jeden seiner Patienten zu finden: „Bei aller
Begeisterung für die neue Technik steht in unserer Abteilung immer der
Patient mit seinen individuellen Anforderungen und medizinischen
Bedürfnissen im Vordergrund. Von der medikamentösen Therapie mit
muskelentspannenden oder hormonblockierenden Arzneimitteln über das
Laserverfahren bis hin zur klassischen Operationstechnik, die sich zum
Beispiel bei extrem vergrößerter Prostata bewährt hat, bieten wir unseren
Patienten alle Behandlungsmöglichkeiten der gutartigen
Prostatavergrößerung.“

Gutartige Prostatavergrößerung – häufig und mehr als nur lästig
Die gutartige Prostatavergrößerung („benigne Prostatahyperplasie“, kurz
BPH) ist im höheren Lebensalter eine echte Volkskrankheit: Während bei den
40- bis 60-Jährigen ca. jeder zweite Mann betroffen ist, steigt der Anteil
bei den 60- bis 80-Jährigen auf rund 75 Prozent, bei den Über-80-Jährigen
sogar auf etwa 90 Prozent. Das „Mehr“ an Prostatagewebe ist für sich
genommen zwar kein Problem – allerdings übt das vergrößerte Organ Druck
auf Blase und Harnröhre aus, was zahlreiche Beschwerden verursachen kann:
Betroffenen Männern fällt es häufig schwer, mit dem Wasserlassen zu
beginnen, auch ein geschwächter Harnstrahl ist typisch. Darüber hinaus
müssen Männer mit einer vergrößerten Prostata meist sehr häufig, vor allem
auch in der Nacht, zur Toilette. Auch eine sogenannte Dranginkontinenz –
starker, plötzlicher Harndrang mit ungewolltem Absondern von Urin – kann
eine unangenehme Folge der vergrößerten Prostata sein. Zusätzlich leiden
rund 30 Prozent der betroffenen Männer unter Erektionsstörungen und/oder
Schwierigkeiten beim Samenerguss.

Wissenschaftler der Universität Rostock vom Lehrstuhl für Technische
Elektronik und Sensorik entwickeln mit der Medizintechnikfirma Blueprint
Medical ein Messgerät zur kontinuierlichen Messung der Sauerstoffsättigung
im Gehirn ohne Blutentnahme.

Von Selmsdorf in die Welt. In dem kleinen Ort nahe Wismar hat die Firma
Bluepoint Medical ihren Sitz. Ein Unternehmen, das derzeit international
von sich reden macht. Denn es hat gemeinsam mit Forschern von der
Universität Rostock ein sensationelles Medizinprodukt entwickelt. Ein
unscheinbares, etwa 400 Gramm schweres Gerät, das kontinuierlich die
Sauerstoffsättigung im Gehirn des Menschen messen kann. Wichtig ist dies
für Patienten, die bei einer großen Operation an die Herz-Lungen-Maschine
angeschlossen werden. „Dabei besteht die Gefahr, dass das Gehirn zu wenig
Sauerstoff bekommt“, erklärt Bernd Lindner, Geschäftsführer von Bluepoint
Medical. Aus diesem Grund entwickelten Uni-Forscher gemeinsam mit seinem
Team ein Messverfahren, mit dessen Hilfe der Sauerstoffgehalt im Gehirn
kontrolliert werden kann. „Zerebrale Oximetrie“ nennt sich dieses
Verfahren. „Auf diese Weise kann das Risiko von Hirnschäden nach
Operationen mit Herz-Lungen-Maschinen signifikant vermindert werden“, so
Lindner.

Möglich wurde die Neuentwicklung durch die intensive Zusammenarbeit der
Selmsdorfer Medizintechniker mit der Universität Rostock. Professor
Hartmut Ewald vom Lehrstuhl für Technische Elektronik und Sensorik und
sein Assistent Dr. Ulrich Timm arbeiten bereits seit 2009 eng mit dem
Selmsdorfer Unternehmen zusammen und bringen beträchtliche Erfahrungen
mit. Sie haben unter anderem die neue Technologieplattform „SMARTsat“
entwickelt. Dabei handelt es sich um ein Verfahren zur kontinuierlichen
Bestimmung der arteriellen Sauerstoffsättigung und der
Hämoglobinkonzentration des menschlichen Blutes durch Lichtabsorption,
also ohne eine Blutentnahme.

Jetzt ist es den Wissenschaftlern gelungen, ein Funktionsmuster zu bauen,
mit dem die zerebrale Sauerstoffsättigung im Gehirn bestimmt werden kann.
Bis jetzt beherrschen amerikanische Firmen nach Aussagen der Forscher den
Weltmarkt mit dieser weit entwickelten Medizintechnik. Bluepoint ist damit
die einzige Firma in Europa, die gemeinsam mit der Universität Rostock
solch ein Know How entwickelt hat. „Es ist zudem weltweit das erste mobile
System für die klinische Notfallversorgung“, sagt Dr. Timm nicht ohne
Stolz. Die Markteinführung des neuen Geräts ist für das zweite Quartal
2020 geplant.

Nutznießer sind insbesondere Unfallpatienten oder Menschen nach schweren
Operationen, für die künftig durch diese Entwicklung auch eine Überwachung
außerhalb des OP-Saals möglich wird. Denn Nervenzellen sind anders als
andere Körperzellen nicht in der Lage, ihren Energiebedarf in
ausreichendem Maße ohne Sauerstoff zu decken. Sauerstoffmangel im Gehirn
kann deshalb binnen weniger Minuten zu schwersten Störungen der
Hirnfunktion führen. Aus diesem Grund ist die Überwachung der
Sauerstoffsättigung im Gehirn von größter Notwendigkeit. Durch das neue
Mess-System kann somit eine große Gefahr für Patienten vermindert werden.

Im März findet in Kalifornien die abschließende klinische Validierung,
sprich: klinische Prüfung, statt. „Unsere Forscher sehen bei dieser
technischen Entwicklung sehr konkret, dass ihre Arbeit in ein neues
Produkt mündet“, unterstreicht Professor Ewald. Das sei in der
Grundlagenforschung eher selten der Fall.

Die besondere Herausforderung für die Rostocker Wissenschaftler war die
theoretische Simulierung dieses Sensor-Systems. Die exakte Geometrie des
menschlichen Schädels (Lichtausbreitung, Schweiß, Reflexe und Absorption)
nachzuempfinden, sei äußerst kompliziert, erläutert Professor Ewald. So
hätten die Forscher Soft- und Hardware mit einem speziellen Design und
entsprechend angepassten Algorithmen entwickelt, mit der die Elektrode
zielgenau am Kopf befestigt werden könne. Den dafür notwendigen Sensor
haben die Rostocker Forscher selbst erfunden.

Mecklenburgs Wirtschaftsminister Harry Glawe kommentiert: „Mit dem
Vorhaben wird das Wissen und Können der Universität Rostock und der
Mecklenburger Medizintechnikfirma erfolgreich zusammengeführt. Gerade auf
dem Gebiet der Medizintechnik werden innovative Lösungen gebraucht, die
die Gesundheitswirtschaft bei uns im Land weiter voranbringen.
Entscheidend ist am Ende die erfolgreiche Markteinführung. Mit einer
erfolgreichen Produktion würden viele Arbeitsplätze bei uns im Land
entstehen.“

Mit Hilfe der neuen bildgebenden Massenzytometrie untersuchten UZH-
Forschende die Bauchspeicheldrüse von Organspendern mit und ohne
Typ-1-Diabetes. Die Studie zeigt, dass die Insulin-produzierenden Beta-
Zellen am Anfang der Krankheit in veränderter Form teilweise noch
vorhanden sind. Lassen sich diese noch retten, könnte der
Krankheitsverlauf verlangsamt oder gar gestoppt werden.

Die sogenannten Langerhans-Inseln in der Bauchspeicheldrüse spielen eine
Schlüsselrolle für die Regulation des Zucker-Stoffwechsels. Die dort
angesiedelten Beta-Zellen überwachen den Zuckergehalt im Blut und schütten
bei Bedarf Insulin aus. Insulin wiederum fördert die Aufnahme von Zucker
in den Zellen. Bei Typ-1-Diabetes werden diese Beta-Zellen in einer
Autoimmunreaktion von körpereigenen weissen Blutkörperchen zerstört.

Untersuchungen nur an gespendeten Organen möglich

Bisher ist nur wenig darüber bekannt, was sich im Innern der
Bauchspeicheldrüse abspielt, wenn sich eine Typ-1-Diabetes entwickelt -
denn Biopsien und hochaufgelöste Abbildungen dieses Organs sind am
lebenden Menschen nicht möglich. "Vieles von dem, was wir über
Typ-1-Diabetes im Menschen wissen, stammt deshalb von Bauchspeicheldrüsen
von Organspendern und diese sind sehr selten", sagt Bernd Bodenmiller vom
Institut für Quantitative Biomedizin der Universität Zürich. Deswegen
streben die Forschenden an, so viele Erkenntnisse wie möglich aus jedem
einzelnen Spenderorgan zu gewinnen.

Viele Informationen aus ein und derselben Gewebeprobe

Bodenmillers Team hat nun in Zusammenarbeit mit Forschungsgruppen aus Genf
und den USA erstmals die bildgebende Massenzytometrie zur Untersuchung von
gespendeten Bauchspeicheldrüsen eingesetzt: "Damit können wir gleichzeitig
die Beta-Zellen, weitere Zelltypen der Langerhans-Inseln sowie
eingedrungene Immunzellen visualisieren", erklärt Bodenmiller den Vorteil
dieser Methode, an deren Entwicklung die Universität Zürich eine zentrale
Rolle gespielt hat. "Solche Analysen waren mit traditionellen Ansätzen
bisher nicht möglich."

Für die Studie analysierte der Erstautor Nicolas Damond vom Institut für
Quantitative Biomedizin insgesamt zwölf Spenderorgane - vier von gesunden
Menschen, vier von Patienten in Frühstadium von Typ-1-Diabetes und vier
von Patienten in einem fortgeschrittenen Stadium der Krankheit. Aus den
Ergebnissen erstellte das Forscherteam von jeder Bauchspeicheldrüse eine
Karte, die zeigt, wie die verschiedenen Zelltypen in den Langerhans-Inseln
verteilt sind und in welchem Zustand sich die Beta-Zellen befinden.

Ansatzpunkt für eine Therapie im Frühstadium der Diabetes

Die Daten der verschiedenen Spenderorgane führte Damond dann in einer
sogenannten Pseudo-Zeitachse zusammen. Damit konnte er rekonstruieren, wie
sich das Gewebe der Bauchspeicheldrüse im Verlauf von Typ-1-Diabetes vom
Beginn der Krankheit bis hin zum Endstadium verändert.

Ein Befund war hierbei besonders interessant: Im Anfangsstadium sind in
den Langerhans-Inseln noch überraschend viele Beta-Zellen zu finden. Diese
sehen zwar anders aus als normal und produzieren weniger Insulin, sind
aber möglicherweise noch vor einer vollständigen Zerstörung zu retten.
"Wenn es gelingen würde, den Autoimmun-Angriff in diesem frühen Stadium zu
stoppen, könnten diese Zellen vielleicht ihre Funktion wiedergewinnen und
bei der Regulation des Blutzuckerspiegels der Patienten helfen", so
Damond.

Neue Erkenntnisse zur Autoimmunität

Mit der bildgebenden Massenzytometrie lokalisierte die Forschungsgruppe
ebenfalls den speziellen Typ der weissen Blutkörperchen, der nach
derzeitigem Wissensstand für die Zerstörung der Beta-Zellen verantwortlich
ist. Sie fanden diese Immunzellen hauptsächlich in der Bauchspeicheldrüse
von Patienten im Anfangsstadium der Krankheit, vor allem in Langerhans-
Inseln, die viele überlebende Beta-Zellen enthielten. In Langerhans-
Inseln, deren Beta-Zellen schon weitgehend zerstört waren, konnten sie
dagegen viel weniger dieser weissen Blutkörperchen nachweisen.

Diese Resultate können dabei helfen, den Mechanismus der
Autoimmunreaktion, zu dem es im Moment noch viele offene Fragen gibt,
aufzuklären. Das hofft auch Bodenmiller: "Unsere Studie demonstriert, dass
die bildgebende Massenzytometrie einen wertvollen Beitrag dazu leisten
kann, den Krankheitsverlauf von Typ-1-Diabetes besser zu verstehen. Sie
liefert damit eine Grundlage für die Planung weiterführender Experimente
und die Entwicklung neuer Hypothesen."

Literatur:
Nicolas Damond, Stefanie Engler, Vito R.T. Zanotelli, Denis Schapiro,
Clive H.
Wasserfall, Irina Kusmartseva, Harry S. Nick, Fabrizio Thorel, Pedro L.
Herrera, Mark A. Atkinson, and Bernd Bodenmiller. A Map of Human Type 1
Diabetes Progression by Imaging Mass Cytometry. Cell Metabolism, 31.
Januar 2019. Doi: https://doi.org/10.1016/j.cmet.2018.11.014