Archiv der Kategorie: Health

BLUTTEST ZUR DIAGNOSE VON BRUSTKREBS

Brustkrebs gehört in Deutschland zu den häufigsten Krebserkrankungen bei Frauen. Ungefähr 70.000 sind im Jahr 2018 neu erkrankt. Das sind etwa 30 Prozent der Krebsneuerkrankungen insgesamt. Doch bei einer frühzeitigen Erkennung besteht mit 95 Prozent eine sehr hohe Heilungschance. Zur Früherkennung wurden bis jetzt das Mammographie-Screening, MRT, die Tast- und Selbstuntersuchung der Brust sowie Ultraschall eingesetzt. Forscher des Universitäts-Frauenklinikums Heidelberg stellten heute ein neues Verfahren in der Brustkrebsdiagnostik vor: Mit Hilfe eines Bluttests soll diese deutlich verbessert werden.

„Der von unserem Forscherteam entwickelte Bluttest ist eine neue, revolutionäre Möglichkeit, eine Krebserkrankung in der Brust nicht-invasiv und schnell anhand von Biomarkern im Blut zu erkennen“, so Prof. Dr. Christof Sohn, Geschäftsführender Ärztlicher Direktor der Heidelberger Uni-Klinik.

Prof. Dr. Sarah Schott, Sektionsleiterin Translationale Frauenheilkunde und Leiterin für Familiäre Krebserkrankungen der Klinik, verantwortete das Projekt gemeinsam mit Prof. Dr. Sohn. Sie ergänzt: „Das neue blutbasierte Verfahren ist deutlich weniger belastend für Frauen, weil es weder schmerzhaft ist noch mit einer Strahlenbelastung einhergeht.“

LIQUID BIOPSY

Denn auf Basis der sogenannten „Liquid Biopsy“ ist es nun möglich, die Erkrankung anhand von Biomarkern zu diagnostizieren. So können Informationen über eine Erkrankung aus Körperflüssigkeiten wie beispielsweise Blut, Urin oder Speichel gewonnen werden. Hierfür werden Botenstoffe von Tumorzellen in der Flüssigkeitsprobe untersucht. Für den aktuellen Test sind nur wenige Milliliter Blut notwendig. In diesem können von an Brustkrebs erkrankten Frauen 15 verschiedene Biomarker (miRNA und Methylierungsmarker) identifiziert werden. Mit deren Hilfe sind wiederum auch kleine Tumore nachweisbar. Die Durchführung des Tests ist in jedem Labor möglich. Er erweitert das Diagnosespektrum der bislang durchgeführten, optischen Verfahren.

Durchführbar ist der Test bei Frauen aller Altersgruppen. Doch besonders profitieren jüngere Frauen unter 50 Jahren davon. Aber auch für Frauen mit familiärer Hochrisikosituation für eine Brustkrebserkrankung, bei denen eine Mammografie beispielsweise aufgrund des dichten Brustdrüsengewebes wenig Aussage liefert oder aufgrund anderer Risikofaktoren herkömmliche bildgebende Verfahren kontraindiziert sind, ist er eine gute Alternative. Hier konnte eine Sensitivität von 80 bis 90 Prozent erreicht werden. Die Sensitivität gibt an, zu welchem Prozentsatz erkrankte Patientinnen durch den Test tatsächlich erkannt werden.

DIAGNOSE VON WEITEREN KREBSARTEN WIRD ERFORSCHT

Das Universitätsklinikum Heidelberg gilt als eines der bedeutendsten medizinischen Zentren in Deutschland. Insbesondere ist es auch für seine Krebsforschung und -therapie bekannt. Schon seit Jahren wird am Klinikum im Bereich Liquid Biopsy geforscht. Im Jahr 2016 meldeten die Wissenschaftler das dem Test zugrunde liegende Verfahren als Patent an. So wurden erste Fördermittel gewonnen. Seitdem arbeiteten die Forscher daran das Verfahren zu verfestigen und weiterzuentwickeln sowie die Genauigkeit in diversen Untersuchungen zu bestätigen.

Untersucht wurde in den letzten 12 Monaten eine Kohorte von über 900 Frauen mit über 500 Brustkrebspatientinnen und 400 gesunden Frauen. Die Studie ist auf eine Teilnehmerzahl von 2.000 ausgelegt und wird als Multizenterstudie fortgeführt. Aktuelle Ergebnisse zeigen bei den 500 Brustkrebspatientinnen insgesamt eine Sensitivität von 75 Prozent. Wobei hier altersabhängige Unterschiede festgestellt wurden: bei den unter 50‑jährigen zeigte sich eine Sensitivität von 86 Prozent bzw. bei den über 50-jährigen von 60 Prozent.

Ziel der fortlaufenden Studie ist es, die Aussagekraft, Sensitivität und Einsatzmöglichkeit durch zukünftige Analysen weiter zu spezifizieren und zu verbessern. Auch wird der Einsatz bei weiteren Krebsarten, so z. B. Eierstockkrebs, erforscht. Die derzeitigen Zwischenergebnisse erreichen eine Sensitivität von bis zu 80 Prozent bei den rund 200 untersuchten Patientinnen.

PERSONALISIERTE CHEMOTHERAPIE MÖGLICH

Neben der Erkennung einer Krebserkrankung kann der Bluttest zur Analyse weiterer Daten dienen. So soll zukünftig anhand von Biomarkern auch eine Metastasenbildung oder ein Rezidiv frühzeitiger erkannt werden. Auch soll der Test bei der Langzeitüberwachung eingesetzt werden. Daneben dienen die gewonnenen Informationen auch der Therapie: Die Biomarker können Auskunft darüber geben, ob eine Behandlung anspricht oder eine Therapieresistenz eintritt. Die ersten Erkenntnisse deuten darauf hin, dass das individuelle Ansprechen auf eine Chemotherapie über Liquid Biopsy überwacht werden kann und so eine langfristig personalisiertere Chemotherapiebehandlung möglich wird.

Um die notwendigen Zertifizierungen voranzutreiben und die Marktreife sicherzustellen, gründeten die Wissenschaftler nun eine Gesellschaft mit dem Namen HeiScreen GmbH. Die Gesellschaft soll die Markteinführung des Verfahrens voranbringen und Vertriebskanäle entwickeln. Die CE-Zertifizierung hat bereits begonnen, um den Bluttest noch in diesem Jahr in die klinische Anwendung zu bringen.

Bild oben: Prof. Dr. Sarah Schott und Prof. Dr. Christof Sohn von der Universitäts-Frauenklinik ©Universitätsklinikum Heidelberg

Dieser Artikel erschien am 21.2.2019 in der Innovation Origins.

Gratwanderungen: Künstliche Intelligenz in der Medizin

Die Entschlüsselung des menschlichen Erbguts gibt noch immer Rätsel auf. Ein entscheidendes Hilfsmittel könnte dabei Künstliche Intelligenz sein. Mit ihr scheinen neue therapeutische Ansätze für schwerwiegende Krankheiten möglich. Aber eben auch nichtmedizinische „Verbesserungen“ des Erbguts. Seit diesem Jahr erforschen Wissenschaftler des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) welche Anwendungen in der Medizin realistisch sind. Aber auch welche ethischen Fragen aufkommen werden.

„Die moderne Genomforschung will verstehen und vorhersagen, wie genetische Unterschiede zwischen Menschen komplexe Merkmale, wie zum Beispiel Dispositionen für häufige Krankheiten, bestimmen“, so Harald König, Institut für Technikfolgenabschätzung und Systemanalyse (ITAS) des KIT. Zwar schreiten die Möglichkeiten der Analyse des Erbguts rasch voran. Doch bleibt das Wissen darüber, wie unser Erbgut solche Merkmale bestimmt, bislang meist auf Korrelationen beschränkt. Eine entscheidende Weiterentwicklung verspricht nun der Einsatz von fortgeschrittenen Formen Maschinellen Lernens: „Insbesondere das sogenannte Deep Learning könnte es ermöglichen, menschliche Genome nicht nur wie bisher zu ‚lesen‘, sondern die komplexen biophysikalischen Zusammenhänge und Mechanismen zu verstehen, die dafür sorgen, aus genetischen Anlagen körperliche Merkmale hervorzubringen“, so König.

THERAPIEN GEGEN KREBS ODER DEMENZ

Die neuen Ansätze machen sich die Kombination von Künstlicher Intelligenz und rasch fortschreitenden Techniken der Genomanalyse (einschließlich Einzelzellanalysen) sowie automatisierte Laborplattformen zunutze. Letztere können sehr große Mengen von Daten zu Genomveränderungen und verschiedenen zellulären Prozessen wie dem Ablesen von Genen oder dem Auftreten verschiedener Proteinformen unter verschiedenen Bedingungen liefern. „Das Ergebnis könnte ein enormer Wissenssprung – von Korrelationen hin zu ursächlichen Zusammenhängen – sein, der ganz neue Anwendungsmöglichkeiten verspricht“, so König. Mit solchen Ansätzen verbinde sich beispielsweise die Hoffnung auf neue, ungleich effektivere Therapieansätze für Krebs, Herz-Kreislauf-Erkrankungen oder Demenz. Diese „precision medicine“ könnte maßgeschneidert für verschiedene Gruppen von Patienten, Krankheitsvarianten oder -stadien eingesetzt werden.

Das Forschungsteam, an dem neben der Technikfolgenabschätzung des KIT auch das Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung (ISI) beteiligt ist, will analysieren, welche Anwendungen in der Praxis kurz- bis mittelfristig realistisch sind. Gleichzeitig liegt der Fokus auf den vielfältigen gesellschaftlichen und politischen Implikationen, mit denen das neue Wissen verbunden ist. So könnte die Medizin der Zukunft für eine alternde Gesellschaft enormen makroökonomischen und sozialen Nutzen haben. Zudem könnten manche der Ansätze, wie gen- und zellbasierte Therapien, jedoch auch mit sehr hohen Kosten einhergehen. Somit werden Fragen nach der Finanzierung von Forschung und Entwicklung sowie der Zugänglichkeit für Patienten aufgeworfen.

PRÄVENTIVE EINGRIFFE IN DIE MENSCHLICHE KEIMBAHN

Das Wissen darüber, welche genetischen Informationen wie „umgeschrieben“ werden müssten, um bestimmte Effekte zu erzielen, wirft zusammen mit jüngsten Verfahren zur Genom-Editierung, wie dem CRISPR-Cas-System, auch ethische Fragen auf. So könnte zumindest international der Trend dahingehen, über seltene Erbkrankheiten hinaus auch häufige Leiden wie Brustkrebs oder Diabetes durch eine „präventive Korrektur“ entsprechender Risikomutationen in der Keimbahn menschlicher Embryonen zu verhindern. „Eine Entwicklung, die im Extremfall dazu führen könnte, dass es künftig eine wachsende Akzeptanz dafür gibt, das menschliche Genom mit nicht-medizinischen Eingriffen zu ‚verbessern‘ “, befürchtet König.

Außerdem müsse sich die Gesellschaft damit auseinandersetzen, wie die Eigentumsrechte von genetischen Daten geregelt und ihre Sicherheit gewährleistet werden kann. Künftig könnte es beispielsweise möglich sein, anhand von Genomsequenzen direkt auf den Phänotyp, also beispielsweise das Aussehen von Personen zu schließen. „Dieses Wissen“, so König, „wäre nicht nur für Strafverfolgungsbehörden äußerst wertvoll.“

OPTIONEN FÜR POLITISCHE ENTSCHEIDUNGSTRÄGER

Aufbauend auf ihrer Technikfolgenabschätzung wollen die Forschenden in den kommenden beiden Jahren Optionen für die Forschungs- und Innovationspolitik erarbeiten. Politischen Entscheidungsträgern wollen sie zudem verschiedene Handlungsmöglichkeiten anbieten. So sollen Wege für einen verantwortungsvollen Umgang mit dieser durch KI und Genomik getriebenen Technologie eröffnet werden.

Das Projekt „Deepen Genomics – Chancen und Herausforderungen der Konvergenz von künstlicher Intelligenz, moderner Humangenomik und Genom-Editierung” ist Teil der Innovations- und Technikanalyse (ITA) des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF). Die aktuellen Forschungsprojekte des Programms werden am 14. und 15. Februar beim ITA-Forum 2019 in Berlin vorgestellt.

Weitere Informationen zu dem Projekt gibt es hier.

Bild oben: Krankheiten behandeln oder das Erbgut „verbessern“? Was KI hier beitragen kann und
welche ethischen Fragen das aufwirft, untersuchen Forschende des KIT © Pixabay

Dieser Artikel erschien am 14.2.2019 in der Innovation Origins.

Defi inside

Man sieht es immer häufiger – auch auf unseren Berghütten – das grüne Schild mit einem Herz und Blitzsymbol, manchmal steht auch AED dabei. Was verbirgt sich nun aber hinter diesem Kürzel? Eine lebenswichtige Einrichtung, der sogenannte „Automated External Defibrillator” oder eben ein Defi.

Text: Paul Mair/Almut Otto; Fotos: Almut Otto (mit freundlicher Unterstützung der Bergwacht Bayern)

1-AED_Schild.svg

Bedenkt man, dass die Herz-Kreislauf-Vorkommnisse einen Gutteil der alpinen Unfallstatistiken belegen, dann kann man sicher nicht von übertriebenen Maßnahmen sprechen, wenn man auf einer Hütte einen Defi installiert.

Markus S.*, ein Gast am Solsteinhaus im Karwendel verdankt diesem technischen Instrument, dem Engagement anwesender Gäste sowie dem Hüttenwirt Robert Fankhauser jedenfalls sein Leben. Im Alter von 46 Jahren brach er mit Herzbeschwerden auf der Terrasse zusammen. Eine zufällig anwesender Sanitäter hatte den Ernst der Lage sofort erkannt und mit den lebensrettenden Sofortmaßnahmen begonnen.

3-DSC_0010
Der erste Schritt, die Lage zu erkennnen ist, den Schmerzreiz, die Reaktion….

5-DSC_0014-klein
…und die Atmung des Patienten zu prüfen.

6-DSC_0006
Reagiert der Patient nicht adäquat, sofort Notruf veranlassen!

7-DSC_0016-klein
Zeitgleich wird mit der Herzdruckmassage…

4-DSC_0012
… und Beatmung begonnen.

Robert konnte währenddessen den AED holen und führte unter Anleitung der akustischen Stimme des Geräts die einzelnen Schritte durch.

10-DSC_0028-klein
Keine Angst: Jeder kann unter Anleitung des AED die Elektroden anlegen und das Gerät ordnungsgemäß bedienen.

Nach der Schockauslösung begann das Herz des Opfers wieder zu schlagen, der ebenfalls auf der Hütte vorhandene Sauerstoff erleichterte dem Patienten die Atmung. Bis zum Eintreffen des Notarzthubschraubers Christophorus 1 wurde die Person in stabiler Seitenlage betreut.

Doch wie funktioniert denn nun eigentlich die sogenannte Frühdefibrillation? Hat man in einer unklaren Situation die Chance, einen AED einzusetzen, so sollte man dies so früh wie möglich tun. Die ersten Schritte zur Beurteilung sind ansprechen, Schmerzreiz setzen, Atmung überprüfen. Stellen wir fest, dass der Patient nicht adäquat reagiert, veranlassen wir sofort den Notruf und lassen den AED zum Patienten bringen. Zeitgleich wird mit der Herzdruckmassage und Beatmung begonnen.

Der Defi wird eingeschaltet und von nun an werden die Angaben der elektronischen Stimme befolgt.

Zuerst legt man die Elektroden laut den Skizzen auf den Pads am Oberkörper an, nun erfolgt eine Analyse des Patienten durch das Gerät. Dabei unterbricht man die CPR und berührt oder bewegt den Patienten nicht. Je nach Zustand entscheidet das Gerät, ob ein Schock abgegeben werden soll oder nicht.

11-DSC_0031-klein
Die Pads werden laut Anleitung angebracht.

12-DSC_0036-klein
Nun folgt durch das Gerät die Analyse des Patienten.

Wird kein Schock empfohlen, bleiben die Elektroden am Körper und man führt weiterhin die CPR 30:2 (Massage:Beatmung) fort. Nach ungefähr zwei Minuten wird eine neuerliche Zustandsanalyse vom AED durchgeführt.

14-DSC_0041-klein
Wird kein Schock empfohlen, die Herzdruckmassage…

15-DSC_0045-klein
…sowie Mund-zu-Mund-Beatmung fortsetzen.

Wird ein Elektroschock empfohlen, achtet man darauf, dass der Patient von niemandem berührt und etwas Abstand eingehalten wird.

16-DSC_0046-klein
Bei Schockabgabe darf der Patient nicht berührt werden!

Nach der Schockabgabe wird die Herzdruckmassage im Verhältnis 30:2 fortgesetzt. Das Gerät führt nun ebenso nach zwei Minuten eine Analyse durch und gibt weitere Anweisungen. Dies wird solange aufrechterhalten, bis der Notarzt beim Patienten eintrifft, sich der Patient bewegt, normal atmet oder Anzeichen des wiedererlangten Bewusstseins zeigt. Darüber hinaus bleibt der Reanimierte unter ständiger Beobachtung.

17-DSC_0056-klein
Bis zum Eintreffen des Notarztes Patienten in stabile Seitenlage bringen.

Je früher ein Defibrillator verwendet wird, umso größer sind die Chancen für den Notfallpatienten. Einen AED kann man bei Verdacht auf Herz-Kreislauf-Probleme immer verwenden. Wenn die Analyse keine Schockabgabe empfiehlt, kann diese auch nicht durchgeführt werden.

18-DSC_0062-001-klein
Es gibt unterschiedliche AED-Hersteller. Doch letztendlich funktionieren die Geräte alle gleich.

*Name von der Redaktion geändert

Dieser Artikel erschien im Tablet-Magazin Mountains4u 3/2013.

Höhenvorbereitung – Dünne Luft für Leistungspusch

Drei Fragen an den Experten:

Markus Göbel, Sportwissenschaftler mit dem Schwerpunkt Höhenvorbereitung, Sporttherapeut und aktiver Berg- und Outdoorsportler

Interview: Almut Otto Fotos: Markus Göbel und Jan Gruber

Wer braucht Höhenvorbereitung?

Höhenvorbereitung ist schon seit Jahren fester Bestandteil des Trainingsplans von Leistungssportlern. Weiterhin können sich Bergsteiger, die hoch hinaus wollen, vorakklimatisieren, um die Gefahr, höhenkrank zu werden, zu minimieren bzw. zu vermeiden.
Das Einatmen von sauerstoffreduzierter Luft – in der Fachsprache heißt das Hypoxie – bringt einen zusätzlichen Leistungspusch. Deshalb wird die Höhenvorbereitung auch von Marathonläufern
oder Teilnehmern von Bike Challenges genutzt. Doch auch für Breitensportler gibt es viele Einsatzbereiche. Ich denke hier zum Beispiel an ambitionierte Trekker, die den Kilimandscharo besteigen oder Motorradfahrer, die die Anden durchqueren möchten. Im Gesundheitsbereich unterstützt der simulierte Höhenaufenthalt unter anderem die Regeneration nach Sportunfällen, das Abnehmen und die Belastungstoleranz bei Herzkreislauf- und Atemwegserkrankungen.

Welche Trainingssysteme gibt es?

Rein theoretisch gibt es natürlich die Möglichkeit, direkt am Berg zu trainieren. Doch meist ist dies in der Praxis schon aus Zeit- und Kostengründen nicht möglich. Deshalb haben verschiedene Hersteller praktische Trainingssysteme wie den mobilen Höhengenerator, das Höhenzelt, die Atemmaske sowie auch den Pulsoximeter zur Trainingskontrolle entwickelt. Somit kann jeder Sportler ganz unabhängig und individuell in den eigenen vier Wänden trainieren. Zunächst einmal empfehlen wir vor dem Höhentraining einen Gesundheitscheck. Danach erstellen wir einen – auf das jeweilige Ziel abgestimmten – Trainingsplan. Dieser kann von neun Tagen zur Kilimandscharo-Vorbereitung bis hin zu vier Wochen zur Marathon-Vorbereitung dauern. Der Plan enthält in der Regel jedes der folgenden Elemente: Training in simulierter Höhe, das sogenannte „live low – train high“, Übernachtung im Höhenzelt, also „sleep high – train low“ sowie die Kombination aus beidem namens „live high – train high“ und zu guter Letzt die intervallförmige Einatmung von sauerstoffreduzierter Luft im Wechsel mit normaler Umgebungsluft, das „intermittierende
Höhentraining“.

Was passiert dabei im Körper?

Das „sleep high – train low“-Training provoziert die Steigerung des Sauerstofftransports und damit die aerobe Leistungsfähigkeit. Während die „live low– train high“-Methode muskuläre Adaptationen erzielt, die bereits bei geringer Belastung einen hohen
Trainingsreiz setzen. „Live high“ in Kombination mit „train high“ nutzen wir als zusätzlichen Stimulus. Hier werden die Vorteile des passiven Höhenaufenthalts mit denen des Trainings in der Höhe verbunden. Das „intermittierende Höhentraining“ unterstützt das Immunsystem, optimiert die Sauerstoffausnutzung und führt zur Steigerung der Belastungstoleranz sowie der sportlichen Leistungsfähigkeit. Da der Körper als natürliche Reaktion auf die Hypoxie viel Wasser verliert, heißt es: Trinken, trinken, trinken! Und: Auf eisenhaltige Ernährung achten! Wer eine Unverträglichkeit beim Training oder auch in der Praxis spürt, sollte übrigens die Höhe reduzieren oder einen Tag Pause einlegen. Denn letztendlich sind Gesundheit und Freude am Berg doch das allerhöchste Ziel.

  • Kosten für Material, deutschlandweiten Versand, Trainingsplan, telefonische Betreuung im Leihzeitraum: ab 299 EURO, eine gleichzeitige Nutzung von mehreren Personen ist möglich!
  • Link: Weitere Information zur Höhenvorbereitung unter
    www.hoehenvorbereitung.de
  • Buchtipp: Lämmle, Thomas; Höhe x Bergsteigen:
    Die taktischen Grundregeln des Höhenbergsteigens;
    DAV Summit Club, 2010
  • Statement: Michi Wohlleben, Extremkletterer „Dank der Höhenvorbereitung habe ich schon zwei Tage nach meiner Sehnen-OP wieder am 6.000er trainiert: Passiv und auf der Couch. Das hat mir meine Grundlagenausdauer erhalten. Sonst wäre ich drei Wochen außer Gefecht gewesen!“

Dieser Artikel erschien im AllMountain Magazin 3/2012.

hoehenvorbereitung-allmountain-32012