Helmholtz-Gemeinschaft
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Forschungsbereich Gesundheit

Die Gesundheitsforschung in der Helmholtz-Gemeinschaft geht den oft komplexen Ursachen wichtiger Volkskrankheiten auf den Grund. Dazu gehören Krebs, Herz-Kreislauf- und Stoffwechselerkrankungen, Lungenerkrankungen, Erkrankungen des Nervensystems sowie Infektionskrankheiten. Ziel ist es neue Strategien für wirksame Vorbeugung, rechtzeitige Diagnose und effektive Therapien zu entwickeln.

Aufgabe

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Forscherinnen im Labor des Helmholtz Institutes for Pharmaceutical Research Saarland (HIPS). Bild: HIPS/HZI

Helmholtz-Wissenschaftler im Bereich Gesundheit erforschen die Ursachen und die Entstehung der großen Volkskrankheiten. Dazu zählen Krebs, Herz-Kreislauf-, Stoffwechsel-, Lungen- und Infektionskrankheiten sowie Erkrankungen des Nervensystems. Die Erforschung komplexer und häufig chronisch verlaufender Krankheiten erfordert interdisziplinäre Ansätze, die die Helmholtz-Zentren gemeinsam mit Partnern aus der Hochschulmedizin, den Universitäten, anderen Forschungsorganisationen und der Industrie vorantreiben. Die Helmholtz-Zentren des Forschungsbereichs Gesundheit bringen ihre exzellente Grundlagenforschung zudem auch in die vom BMBF initiierten Deutschen Zentren der Gesundheitsforschung ein, um Forschungsergebnisse schneller in die klinische Anwendung zu überführen.

Ausblick

Langfristiges Ziel der Gesundheitsforschung in der Helmholtz-Gemeinschaft ist es, die medizinische Versorgung und die Lebensqualität der Bevölkerung bis ins hohe Alter zu verbessern. Aus diesem Grund nehmen die Helmholtz-Gesundheitszentren auch Ansätze der Versorgungsforschung in ihre Forschungsprogramme auf. Für die individuelle Risikobewertung und Entwicklung persönlicher Präventionsstrategien hat Helmholtz eine bundesweite Gesundheitsstudie, die „Nationale Kohorte“, initiiert. Künftig wird auch der ständige Diskurs der Wissenschaftler mit behandelnden Ärzten eine bedeutende Rolle spielen.

Forschungsprogramme


Krebsforschung

Ziel des Krebsforschungsprogramms ist es, Prävention, Früherkennung, Diagnostik und Therapie von Krebserkrankungen maßgeblich zu verbessern.

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Herz-, Kreislauf- und Stoffwechselerkrankungen

Thema sind die Ursachen und pathophysiologischen Zusammenhänge von Herz-Kreislauf-Erkrankungen auf zellulärer, genetischer und epigenetischer Ebene im Zusammenspiel mit Umweltfaktoren.

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Infektionsforschung

Dieses Programm konzentriert sich auf die molekularen Mechanismen, die für die Entstehung und den Verlauf von übertragbaren Krankheiten verantwortlich sind.

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Erkrankungen des Nervensystems

Ziel des Programms ist es, die Ursachen von Erkrankungen des Nervensystems zu erforschen und Prävention, Diagnostik, Behandlung und Pflege effizienter zu gestalten.

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Gen-Umwelt-Einflüsse auf Volkskrankheiten

Diabetes, Lungen- und Herz-Kreislauf-Erkrankungen, Erkrankungen des Nervensystems und Krebs entstehen im  Zusammenspiel von Genetik, Umwelteinflüssen und persönlichem Lebensstil.

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Die Programmstruktur in der Förderperiode 2014-2018

Die Forschungsaktivitäten in den Helmholtzzentren für Gesundheit sind in drei Schwerpunkte gegliedert, die eng auf einander bezogenen sind:

- Exzellente Grundlagenforschung
- Analyse komplexer biologischer Systeme
- Modellierung von Krankheitsverläufen

Hauptakteure auf diesen drei Forschungsgebieten sind fünf Helmholtzzentren: das Deutsche Krebsforschungszentrum (DKFZ), das Helmholtz Zentrum München – Deutsches Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt, das Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung (HZI), das Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin (MDC) Berlin-Buch sowie das Deutsche Zentrum für Neurodegenerative Erkrankungen (DZNE). Andere Zentren, die wichtige Beiträge zu spezifischen Programmen leisten sind das Helmholtz-Zentrums Dresden-Rossendorf (HZDR), das Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung – UFZ), das GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung.

Die an Volkskrankheiten ausgerichteten Programme und die gemeinsame Strategie für die dritte programmorientierte Förderperiode (2014-2018) versetzt den Forschungsbereich Gesundheit innerhalb der Helmholtz Gemeinschaft in eine exzellente Position, um wichtige Beiträge auf dem anspruchsvollen Gebiet der biomedizinischen Forschung zu leisten.

Die Forschung findet aktuell in den folgenden fünf Programmen statt.

Forschungsprogramme


Krebsforschung

Ziel des Krebsforschungsprogramms ist es, Prävention, Früherkennung, Diagnostik und Therapie von Krebserkrankungen maßgeblich zu verbessern.

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Herz-, Kreislauf- und Stoffwechselerkrankungen

Thema sind die Ursachen und pathophysiologischen Zusammenhänge von Herz-Kreislauf-Erkrankungen auf zellulärer, genetischer und epigenetischer Ebene im Zusammenspiel mit Umweltfaktoren.

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Infektionsforschung

Dieses Programm konzentriert sich auf die molekularen Mechanismen, die für die Entstehung und den Verlauf von übertragbaren Krankheiten verantwortlich sind.

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Erkrankungen des Nervensystems

Ziel des Programms ist es, die Ursachen von Erkrankungen des Nervensystems zu erforschen und Prävention, Diagnostik, Behandlung und Pflege effizienter zu gestalten.

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Gen-Umwelt-Einflüsse auf Volkskrankheiten

Diabetes, Lungen- und Herz-Kreislauf-Erkrankungen, Erkrankungen des Nervensystems und Krebs entstehen im  Zusammenspiel von Genetik, Umwelteinflüssen und persönlichem Lebensstil.

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Strategische programmübergreifende Querschnittsaktivitäten

Um zeitnah auf neue Entwicklungen reagieren zu können, wurde ein flexibles System von Querschnittsaktivitäten geschaffen, die zur Weiterentwicklung wichtiger Ressourcen und Technologien beitragen. Den Bereichen Epidemiologie, translationale Forschung und personalisierte Medizin kommen dabei besondere forschungspolitische und strategische Bedeutung zu.

Epidemiologische Forschung
Die epidemiologische Forschung zielt darauf ab, genetische und umweltbedingte Risikofaktoren zu identifizieren, um Krankheiten vorzubeugen oder diese in einem möglichst frühen Stadium zu erkennen und zu therapieren. Zur Schaffung einer einzigartigen Ressource für die epidemiologische Forschung hat die Helmholtz-Gesundheitsforschung den Aufbau einer großen prospektiven nationalen Kohorten-Studie in Deutschland initiiert. An der Initiative beteiligten sich neben universitären Partnern das Deutsche Krebsforschungszentrum, das Helmholtz Zentrum München, das Max-Delbrück-Centrum sowie das Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung.


Translationale Forschung
Die Helmholtz-Gesundheitszentren übernehmen national und international eine führende Rolle auf dem Gebiet der translationalen Forschung. Mit dem Aufbau lokaler Translationszentren wurden in Kooperation mit Universitätskliniken Infrastruktur-Plattformen geschaffen, die den Transfer von relevanten Erkenntnissen aus der Grundlagenforschung in die klinische Anwendung markant beschleunigen sollen. Die Bildung strategischer Allianzen mit Partnern aus der pharmazeutischen Industrie, der Biotechnologie und der Medizintechnik verstärkt die Expertise auf diesem Gebiet zusätzlich. Mit dem Aufbau Deutscher Zentren in der Gesundheitsforschung hat die langfristige Zusammenarbeit von Helmholtz-Gesundheitszentren mit Partnern aus der Universitätsmedizin und anderen Forschungsinstitutionen eine neue Dimension erfahren.

Personalisierte Medizin
Die Helmholtz Initiative Personalisierte Medizin iMed wird eine gemeinsame Plattform für Hochdurchsatz- und Informationstechnologien bieten und dadurch die individuellen Disziplinen der Gesundheitsforschung in jedem Zentrum stärken. Die drei inhaltlichen Schwerpunkte der gemeinsamen Aktivitäten zur Krebsforschung, zu Herz-, zu Kreislauf- und Stoffwechselerkrankungen, zur Infektionsforschung sowie zu Erkrankungen des Nervensystems sind:

- Diagnosen auf molekularer Ebene, Risikoabschätzung und Erstprävention
- Individualisierte Therapie
- Sekundäre Prävention und Resultate

Großangelegte Kohortenstudien werden zudem Einblick geben, welche genetischen und umweltbedingten Einflüsse Risikofaktoren für diese Volkskrankheiten darstellen. Indem iMed die sich ergänzenden Forschungsstärken und technologischen Expertisen der teilnehmenden Helmholtzzentren und der örtlichen Partner aus der Universitätsmedizin kombiniert, wird die Initiative spürbaren Nutzen für jedes Forschungsprogramm erbringen. iMed wird es erlauben, risikoangepasste Programme zur Prävention und Frühdiagnose zu entwickeln und dadurch gezieltes Eingreifen sogar vor Ausbruch der klinischen Krankheit möglich zu machen.

Millionen Menschen in Deutschland leiden unter Lungenerkrankungen. Die Stiftung möchte helfen und klärt über Lungenerkrankungen auf und leistet einen Beitrag dazu, dass sie erforscht und geheilt werden. Die Stiftung AtemWeg unterstützt eines der größten deutschen Lungenforschungszentren in Deutschland, das Comprehensive Pneumology Center (CPC) in München. Das CPC ist der Zusammenschluss von drei starken Partnern: das Helmholtz Zentrum München, die Ludwig-Maximilians-Universität München und die Asklepios Fachkliniken München-Gauting. Dort arbeiten Forscher und Ärzte Hand in Hand.

Mehr zur "Atemweg - Stiftung zur Erforschung von Lungenkrankheiten"

Einblicke in den Forschungsbereich Gesundheit

Hier stellen wir Ihnen aktuelle Forschungsprojekte von Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern aus den Helmholtz-Zentren vor.

Präzise 3D-Bilder aus dem Körper in Echtzeit

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Wie hier gezeigt, können Mediziner mit Hilfe der MSOT-Technologie Tumore und umliegende Gefäße ohne Eingriff oder Strahlenbelastung im Patienten beobachten.
Bild: Institut für Biologische und Medizinische Bildgebung, Helmholtz Zentrum München

Helmholtz Zentrum München – Deutsches Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt

Ein Wissenschaftlerteam des Helmholtz Zentrums München hat eine Technologie entwickelt, mit der molekulare und physiologische Eigenschaften von Geweben live und in 3D analysiert werden können. So lässt sich beispielsweise die Ausbreitung von Medikamenten im Körper verfolgen oder der Sauerstoffgehalt von Blut und Gewebe nicht-invasiv bestimmen.

Möglich wird das durch die Multispektrale Optoakustische Tomographie, kurz MSOT. Dabei erwärmen schwache Laserimpulse das Zielgewebe minimal, was zu dessen kurzzeitiger Ausdehnung führt. In der Folge entstehen Ultraschallsignale, die die Wissenschaftler mit einem entsprechenden Sensor erfassen und in dreidimensionale Bilder übersetzen.

So können sie auch Krankheitsverläufe etwa bei Krebserkrankungen direkt am Patienten verfolgen – ganz ohne Eingriff oder Strahlenbelastung. „MSOT zeigte schon erste Erfolge beim Erfassen von Lymphknoten-Metastasen in Melanom-Patienten“, sagt Vasilis Ntziachristos, Direktor am Institut für Biologische und Medizinische Bildgebung und Inhaber des Lehrstuhls für Biologische Bildgebung an der Technischen Universität München. „Diese Krebserkennung kann dank MSOT heute ohne Operation durchgeführt werden.“

Weitere klinische Studien in verschiedenen Anwendungsfeldern laufen derzeit, unter anderem bei Brust- und Schilddrüsenkrebs sowie peripherer Arteriosklerose.

MSOT bildet auch die Grundlage für zwei Spin-Offs aus dem Helmholtz Zentrum München. Die 2010 ausgegründete iThera Medical GmbH sowie das für Mitte 2016 anvisierte Unternehmen DermaSight erzeugen detaillierte Livebilder aus dem Körper. 2014 erhielt iThera den Deutschen Innovationspreis in der Kategorie „Start-up“. „Diese beiden Ausgründungen zeigen, wie es gelingen kann, Forschungsergebnisse rasch in gesellschaftlichen und wirtschaftlichen Nutzen umzuwandeln“, sagt Günther Wess, wissenschaftlicher Geschäftsführer des Helmholtz Zentrums München.

Anfang 2016 erhielt Ntziachristos für die Weiterentwicklung von MSOT bereits zum zweiten Mal einen der renommierten ERC-Advanced Grants. Künftig wollen er und sein Team ein kostengünstiges, tragbares Gerät für die Vor-Ort-Diagnostik beim Menschen entwickeln und überdies versuchen, auch entzündungs-, stoffwechsel- und neurobiologische Prozesse live abzubilden.


Neue Adern brauchen Druck

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Am Rand der Netzhaut einer Maus bilden sich neue Kapillarschleifen.
Bild: Veronique Gébala

Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin in der Helmholtz-Gemeinschaft (MDC)

Wenn Kapillaren aus bestehenden Blutgefäßen sprießen, bestehen sie zunächst nur aus einer Reihe einzelner Zellen ohne inneren Hohlraum. Das Team um MDC-Forscher Holger Gerhardt fand heraus: Der Blutdruck presst die Zellmembran der Gefäßzellen nach innen, damit sich ein zusammenhängender, hohler Gefäßschlauch bildet. Während die Einstülpung in die Zelle wächst, werden Seitenäste mit Hilfe von Proteinfasern aktiv zurückgedrängt. Der neu entdeckte Prozess könnte die krankhaft veränderte Gefäßbildung bei Krebs oder Diabetes erklären.


Herpesviren beeinträchtigen nicht den Immunschutz im Alter

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Gewebeschnitt einer Plazenta, bei der die Infektion mit dem Cytomegalovirus eine Plazentitis verursacht hat.
Bild: Wikimedia Commons/Ed Uthman

Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung (HZI)

Die meisten Menschen sind Träger des Cytomegalovirus, das zur Herpesfamilie gehört und nach einer Infektion lebenslang im Körper verbleibt. Bislang war unklar, ob eine solche chronische Infektion die Immunabwehr gegen neue Erreger auf Dauer schwächt und so vor allem den Immunschutz im Alter beeinträchtigt. Forscher des HZI um Gruppenleiter Luka Cicin-Sain haben nun in einer Studie mit älteren Mäusen gezeigt, dass Tiere mit chronischer Herpesinfektion neue Krankheitserreger genauso gut abwehren konnten wie Tiere, die das Virus nicht in sich trugen.


Wirkmechanismus einer Radontherapie

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Patienten unterziehen sich im Heilstollen in Bad Gas tein einer Radontherapie.
Bild: Gasteinertal Tourismus GmbH

GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung

Das vom BMBF geförderte GREWIS-Projekt unter Federführung von GSI-Forschern untersucht die Wirkung und Risiken der Radontherapie. Patienten unterziehen sich einer Radontherapie, wenn sie an chronisch entzündlichen Erkrankungen des Bewegungsapparats, der Atemwege oder der Haut leiden. Der weitgehend unbekannte Wirkmechanismus der Entzündungshemmung soll im Rahmen des Projekts aufgeklärt werden. Auch sollen Risiken wie die Gefahr der Krebserzeugung durch niedrige Strahlendosen des Radons besser abgeschätzt werden.


Punktgenau den Tumor zerstören

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Da sie besonders präzise ist, eignet sich die Protonentherapie sehr gut bei Tumoren im Gehirn. Bild: HZDR

Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR)

Die Bestrahlung mit Protonen gilt aufgrund ihrer hohen Zielgenauigkeit als eine besonders schonende Form der Strahlentherapie. Die Eindringtiefe während der Behandlung genau nachzuverfolgen, war jedoch bisher unmöglich. Dies ist Dresdner Forschern des OncoRay-Zentrums und des HZDR erstmals in einer klinischen Studie gelungen. Dank einer Schlitzkamera konnten sie die Gammastrahlung, die beim Abbremsen der Protonen emittiert wird, messen. Die verbesserte Präzision wird zukünftig die Behandlung von Tumoren in hochsensiblen Bereichen ermöglichen.


Vernetzung von Krebszellen verhindern

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3D-Darstellung eines Glioblastoms: Vernetzte Krebszellen (blau) sind über lange Membranfortsätze (pink) miteinander verbunden. Unvernetzte Tumorzellen sind dunkelgrau, Membranfortsätze, die keine Zellen verbinden, hellgrau dargestellt.
Bild: M. Osswald/DKFZ

Deutsches Krebsforschungszentrum (DKFZ)

Wissenschaftler um Frank Winkler vom DKFZ und vom Universitätsklinikum Heidelberg haben gezeigt, dass die Tumorzellen des extrem bösartigen Glioblastoms untereinander durch lange Zellfortsätze verbunden und vernetzt sind. Die Hirntumorzellen kommunizieren über diese Verschaltung und schützen sich dadurch vor therapiebedingten Schäden. Verhinderten die Forscher die Vernetzung, so drangen die Krebszellen weniger invasiv in das Gehirn ein und sprachen besser auf Strahlenbehandlungen an. Ihre Ergebnisse veröffentlichten die Forscher im Fachjournal „Nature“.


Alzheimer-Risiko beeinflusst Navigationssystem des Gehirns

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Risikogen für Alzheimer beeinflusst Orientierungsverhalten.
Bild: Bureau BlauwGeel

Deutsches Zentrum für Neurodegenerative Erkrankungen (DZNE)

Forscher des DZNE haben bei jungen Erwachsenen mit genetisch erhöhtem Alzheimer-Risiko (ApoE4- Träger) eine ungewöhnliche Aktivität im „entorhinalen Kortex“ festgestellt. Diese Hirnregion spielt für die Navigation im Raum eine wichtige Rolle. Bei den betroffenen Personen war beispielsweise das Orientierungsverhalten innerhalb einer virtuellen Landschaft nachweisbar verändert. Demnach könnten sich die für Alzheimer typischen Orientierungsprobleme in subtiler Weise ankündigen, lange bevor klinische Symptome auftreten.

Kontakt

Prof. Dr. Günther Wess

Forschungsbereichskoordinator Gesundheit

Helmholtz Zentrum München - Deutsches Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt

Ingolstädter Landstraße 1
85764 Neuherberg

Telefon: +49 89 3187-4409
inaumann (at) helmholtz-muenchen.de
http://www.helmholtz-muenchen....


Dr. Phillip Hahn

Forschungsbereichsbeauftragter Gesundheit

Helmholtz-Gemeinschaft

Telefon: +49 30 206329-15
phillip.hahn (at) helmholtz.de


„Tierversuche verstehen“

Die Allianz der Wissenschaftsorganisationen möchte mit der Initiative „Tierversuche verstehen“ umfassend und transparent über Tierversuche in der Forschung informieren.

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Helmholtz-Gesundheitsforschung: Wir forschen für den Menschen
08.12.2016