Entwicklung einer standardisierten nanobiotechnologischen Plattform für die Mikroverkapselung von Inselzellen
Anlage 1 (zu Frage 10) Auswahl aktueller diabetologischer Forschungsprojekte: Immunseparierte Xenotransplantation von alginatverkapselten murinen oder humanen Inselzellen im steptozotozin induzierten diabetischen Mausmodell. In den letzten Jahren ist es der Inselzell-Arbeitsgruppe gelungen, entscheidende Fortschritte in der experimentellen Xenotransplantation zu erreichen. Im Rahmen einer engen Kooperation mit dem Lehrstuhl für Biotechnologie der Universität Würzburg konnte eine neue, hochreine Alginatklasse mit bester Biokompatibilität speziell für den klinischen Einsatz in der Immunseparation von Inselzellen entwickelt werden und so streptozotozin-induzierte diabetische Mäuse durch Transplantation von enkapsulierten menschlichen und murinen Inseln in eine lebenslange Normoglykämie ohne Immunsuppression überführt werden.
Entwicklung einer standardisierten nanobiotechnologischen Plattform für die Mikroverkapselung von Inselzellen. Im Rahmen dieses überregionalen BMBF Verbundvorhabens „BioChancePLUS" zwischen dem Fraunhofer-Institut für Bio-medizinische Technik in St. Ingbert (IBMT), dem Schwerpunkt Endokrinologie der Universitätskliniken Mainz, dem Lehrstuhl für Biotechnologie der Universität Würzburg und dem Institut für Bioprozess- und Analysenmesstechnik in Heiligenstadt (iba) wird die Technik der Mikroverkapselung von Inseln mit der crystal gun Methode in einem standardisierbaren GMP-konformen Verfahren auf eine hoch-definierte nanotechnologische Plattform gestellt, um so die wissenschaftliche und klinische Anwendung des Mikroverkapselungsverfahrens voranzutreiben.
Xenotransplantation mikroverkapselter Langerhansscher Inselzellen von transgenen Schweinen in ein Typ-1-Mausmodell des Diabetes mellitus. Einfluss immunologischer und biomechanischer Faktoren auf das Transplantatüberleben. Im Rahmen der Weiterentwicklung unserer innovativen Verkapselungstechnologie wurde durch die Einführung der „Cristal-Gun-Technik" erstmals ermöglicht, auch ohne Verwendung von artifiziellen Polymeren die einen Einsatz beim Menschen verhindern würden den Cut-off der Alginatkapsel exakt einzustellen. Ziel des aktuellen Projektes ist es, dieses vielversprechende Kapselsystem auf das autoimmunogene Typ-1 Diabetesmodell der NOD-Maus zu übertragen. Im Rahmen einer engen Kooperation mit einer DFG-Forschergruppe Xenotransplantation soll durch den Einsatz von Inseln immunmodifizierter transgener Schweine (z. B.TRAIL-transgene Schweine) der Einfluss verschiedener immunologischer und biomechanischer (Kapselsystem) Faktoren auf das Transplantatüberleben analysiert werden Entwicklung eines innovativen automatisierten Mikrokryoverfahrens für Inselzellen und Aufbau einer humanen Inselzellkryobank. In eigenen Vorarbeiten konnte mit Unterstützung der Stiftung Rheinland-Pfalz für Innovation die Methodik und die apparative Infrastruktur zur Isolation und Aufreinigung von tierischen und humanen Inselzellen erfolgreich aufgebaut werden. Seit 2001 gehört Mainz zu den wenigen Zentren in Europa, die für eine Inselzelltransplantation bei Eurotransplant akkreditiert sind und damit einen direkten Zugang zu humanen Inselzellen gewährleisten können. Im Rahmen eines BMBF-geförderten Verbundprojektes „ucryoLAB" konnte in Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer Institut für Biomedizinische Technik in St. Ingbert ein weltweit einzigartiges Verfahren zur automatisierten Kryokonservierung für Nager-Inselzellen entwickelt und optimiert werden, welches eine klinische Anwendung der Kryokonservierung für die Inselzelltransplantation beim Menschen erstmals in greifbare Nähe rückt. Das erste Ziel des Projektes ist es nun, das neue Kryoverfahren für die menschliche Langerhanssche Inselzelle zu optimieren und erstmals ein akkreditiertes GMP-konformes Verfahren für die Isolation und Kryokonservierung menschlicher Inselzellen zu entwickeln. Darüber hinaus sollen in Zusammenarbeit mit dem Lehrstuhl für Biotechnologie der Universität Würzburg innovative, DMSO-freie und zellschonendere Kryoprotektanzien erprobt werden. Die Optimierung und Automatisierung der menschlichen Inselzellisolation und Kryokonservierung stellt eine wichtige Voraussetzung für das zweite Ziel des Projektes dar: die Etablierung der ersten europäischen Kryobank zur Konservierung von humanen Inselzellen. Diese bereits initialisierte Inselzell-Kryobank ist eine wichtige Plattform für die wissenschaftliche und klinische Nutzung menschlicher und tierischer Inselzellen und für die Entwicklung neuer pharmakologischer Testsysteme.
Untersuchungen zur Rolle des humanen Insulinrezeptors (InsR) bei der Entstehung und Differenzierung von Tumoren unter Berücksichtigung der Rezeptor-Isoformen. Ziel dieses Forschungsprojektes ist a) die Quantifizierung der Insulinrezeptorisoformen in verschiedenen humanen Tumorgeweben im Vergleich zu Normalgewebe mittels quantitativer PCR, Westernblotanalysen und indirekter Immunofluoreszenzmikroskopie und b) die stabile Überexpression der beiden humanen InsulinrezeptorIsoformen in humanen Zellkulturlinien. Das so entstehende Testsystem soll anschließend für die Testung des mitogenen Effekts verschiedener Insulinanaloga sowie für die Überprüfung möglicher innovativer Therapieansätze genutzt werden.
Molekulare Bildgebung von Inselzellen und ihren Tumoren mittels endoskopischer konfokaler Laserendomikroskopie unter Zuhilfenahme neuer Fluoreszin-gekoppelter Rezeptorliganden. Die konfokale Laserendomikroskopie ist ein neues diagnostisches Verfahren, welches die Mikroskopie noch während der laufenden Endoskopie ermöglicht. Ziel dieses in enger Kooperation mit der endoskopischen Arbeitsgruppe (I. Medizinische Klinik) und der kernchemischen Arbeitsgruppe (Klinik für Nuklearmedizin) durchgeführten Projektes ist die molekulare Bildgebung (neuro)endokriner und gastrointestinaler Tumore während der laufenden Endoskopie durch die in vivo-Markierung von Somatostatin- Insulin- oder IGF-I-Rezeptoren. Entsprechend geeignete Fluorescein-gekoppelte peptidische Rezeptor-Liganden wurden bereits synthetisiert und werden derzeit in vitro und im Tiermodell evaluiert. Der Aufbau einer DFG-Forschergruppe „Molekulare Bildgebung" ist in Vorbereitung. Diese Arbeiten wurden 2007 mit dem „Karin-Nolte-Wissenschaftspreis" und dem „SPIG poster award" ausgezeichnet. Entwicklung eines neuartigen humanen Gen-Biochips für eine frühzeitige Diagnose zur Abschätzung des Arterioskleroserisikos. Ziel des vorliegenden Projektes ist es, über zwei neuartige Gen-Biochips eine schnell und routinetaugliche frühe Diagnosemöglichkeit für Arteriosklerose zu entwickeln. Hierfür werden in Zusammenarbeit mit dem Institut für Klinische Forschung und Entwicklung (IKFE) in Mainz zwei Genbiochips entwickelt: 1. Biochip zur Detektion von Erbgutveränderungen, die in Zusammenhang mit einem erhöhten Arterioskleroserisiko stehen (DNA-Chip) 2. Biochip zur quantitativen Bestimmung des Aktivierungszustands von für die Arteriosklerose relevanten Genen in zirkulierender Monocyten (mRNA-Chip). Die Realisierung dieses innovativen Lösungsansatzes erfolgt durch die Entwicklung einer spezieller PCR-Multiplex-Technik, die auf einem einzelnen Chip in einem 1.5 ml Reaktionsgefäß integrierbar ist und in dem alle für die Detektion notwendigen Reaktionen stattfinden. Die Nachweisreaktion mittels Farbpräzipitation und die einfache Durchführung stellen einen erheblichen Vorteil gegenüber allen anderen bisher verfügbaren Biochip-Systemen dar.
Aufbau eines strukturierten Behandlungszentrums für Patienten mit Diabetischem Fußsyndrom (DFS): mit 1. Aufbau eines mobilen Wundpflegeteams, 2. Einrichtung eines DFS Case-Management Systems, 3. Etablierung einer zertifizierten Fußambulanz (nach den Richtlinien der DDG) und 4. nach intensiven Verhandlungen mit allen beteiligten Disziplinen (Angiologie, Gefäßchirurgie, Radiologie, Orthopädie) der Klinikverwaltung und den Kostenträgern im Jahr 2008 die Neueröffnung einer zusätzlichen, interdisziplinären gefäßchirurgisch/diabetologischen Fußstation (incl. Personalaufbau von 14 Pflegekräften und zwei Assistenzärzten) in den Räumlichkeiten und unter der Leitung des Schwerpunktes Endokrinologie und Diabetologie.
Vasculäre und metabolische Effekte von C-Peptid während eines Euglykämischen Clamps bei Typ 1 Diabetikern mit und ohne diabetische Neuropathie im Vergleich zu einer gesunden Kontrollgruppe. Neben der bekannten Funktion in der Regulation des Glukosemetabolismus wird die Rolle der Betazelle und Ihrer Sekretionsprodukte zunehmend unter dem Aspekt vaskulärer Wirkungen betrachtet. Nicht nur Insulin, sondern auch dem bei der Spaltung des Proinsulins entstehenden C-Peptid wird zunehmend eine Bedeutung in der Pathogenese vaskulärer Störungen des Diabetes mellitus zugeschrieben. Ziel der Studie ist es, den Einfluss von systemisch appliziertem C-Peptid auf die Gefäßfunktion, Nervenfunktion und den Stoffwechsel bei Patienten mit Typ 1 Diabetes zu untersuchen.
Untersuchung zur Prävalenz und prognostischen Bedeutung des Ernährungsstatus, der Ernährungsgewohnheiten, des sozialen Status und der Depressivität bei Menschen mit Diabetes mellitus für die Liegedauer und den Behandlungserfolg. In dieser von der Fresenius-Stiftung geförderten Querschnittsuntersuchung sollen prospektiv über einen Zeitraum von einem Jahr unselektioniert alle Patienten der I. Medizinischen Klinik und Poliklinik ernährungsmedizinisch untersucht und bezüglich ihres Krankheitsverlaufs analysiert werden.
Evaluation der Diabetologischen Versorgung im Krankenhaus unter den Gesichtspunkten von DRGs, Qualitäts- und Ertragssteigerung. Untersuchung zur Auswirkungen einer Patientenpfad gesteuerten Behandlung von Patienten mit Diabetes im Krankenhaus auf die Erlös- und Betriebskostensituation im aktuellen Fallpauschalensystem.
Prognose des ischämisch bedingten diabetischen Fußsyndroms in Abhängigkeit von der Makro- und Mikrozirkulation. In dieser prospektiven Studie wird in Zusammenarbeit mit der Angiologie der II. Medizinischen Klinik und der Neurologie die klinisch-prognostische Wertigkeit einer neuen Meßmethode (O2C), bei der mit Hilfe von Laserspektroskopie die venoläre O2-Sättigung, der relative Hämoglobingehalt sowie der lokale Flow in Cutis sowie Subcutis erfasst werden kann, bei Patienten mit kritischer Fußischämie erfasst.
Untersuchungen zur Veränderung des Glukosestoffwechsels bei Patienten mit primärem Hyperaldosteronismus. Ziel der geplanten Untersuchungen ist, es zunächst retrospektiv im Rahmen einer Analyse der Daten des Deutschen Conn-Registers herauszufinden, ob Patienten mit einem primären Hyperaldosteronismus eine erhöhte Prävalenz von Glukosestoffwechselstörungen aufweisen. In einer prospektiven Untersuchung werden Patienten mit einem gesicherten primären Hyperldosteronismus bezüglich der Insulinresistenz und der Betazellfunktion evaluiert. Bei Patienten mit einer gegebenen Indikation zur operativen Therapie sollen die Parameter dabei jeweils vor und nach der OP untersucht werden.
Risikoabschätzung für das kardiovaskuläre Risiko durch neue Schnelltests für hsCRP, intaktes Proinsulin und Adiponektin. In diesem Projekt werden in Zusammenarbeit mit dem Institut für Klinische Forschung und Entwicklung in Mainz Point-ofCare Schnelltests auf der Basis der Lateral-Flow-Technologie entwickelt, die es erlauben, eine von Patienten mit Diabetes mellitus, metabolischem Syndrom oder Prädiabetes vorzunehmen. Nach Entwicklung von Prototypen werden die Tests in der Uniklinik Mainz im praktischen Einsatz getestet werden.
DAD Diabetes und Depressionsstudie und MIND-DIA Nachfolgestudie in Zusammenarbeit mit dem Psychologischen Institut der Universität Mainz: Randomisierte multizentrische Studie zur kognitiven Verhaltenstherapie vs Sertralin bei Patienten mit Depression und schlecht eingestelltem Blutzucker. Die Auswertung der Laborergebnisse der Studie erfolgt im Schwerpunkt Endokrinologie in Mainz.
Piostat-Studie. Effekt von Pioglitazone und Simvastatin auf subklinische Entzündungsparameter bei Patienten mit erhöhtem kardiovaskulären Risiko, doppelblinde dreiarmige Parallelstudie.
In Zusammenarbeit mit der Klinik für Psychosomatische Medizin und Psychotherapie und der II. Medizinischen Klinik wird im Rahmen des BMBF-geförderten medizinischen Kompetenznetzes Adipositas ein Projekt zur dauerhaften Gewichtsreduktion bei Adipositas und zur Rolle des Blutzuckerspiegels im Rahmen der Gutenberg-Herzstudie durchgeführt.
In Zusammenarbeit mit der Hautklinik besteht ein Projekt Wundnetz Rheinland-Pfalz zur Optimierung der Versorgung chronischer Wunden wie zum Beispiel bei diabetischen Füßen durch definierte Kommunikationswege, strukturierte Behandlungsprozesse und Technologieeinsatz. Ein „Projektantrag im Rahmen der INITIATIVE Gesundheitswirtschaft Rheinland-Pfalz: Prozessinnovationen im Gesundheits- und Pflegewesen" ist erfolgt.
In Zusammenarbeit mit dem Institut für klinische Chemie besteht ein Projekt zur molekularen MODY Diabetesdiagnostik und Erstellung eines nationalen Registers für MODY Diabetes mit Sitz in Mainz.
In Zusammenarbeit mit dem Institut für Mikrotechnik Mainz GmbH besteht im Rahmen eines gemeinsamen BMWI-Antrags ein Forschungsprojekt zur nichtinvasiven Glukosemessung am Auge unter Einsatz mikro-optischer Systeme und Komponenten.
In Zusammenarbeit mit der Hepatologie der I. Medizinischen Klinik besteht eine interdisziplinäre Forschergruppe zur Rolle der Lipide und des Stoffwechsels bei der Nichtalkoholischen Fettleber (NASH) als Teil des Metabolischen Syndroms. Eine Beantragung auf Förderung einer klinischen Forschergruppe zum Thema Systemhepatologie durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft erfolgt in Kürze.