Helmholtz-Gemeinschaft

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

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

Mehr zum Forschungsprogramm Krebsforschung


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.

Mehr zum Forschungsprogramm Herz-, Kreislauf- und Stoffwechselerkrankungen


Infektionsforschung

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

Mehr zum Forschungsprogramm Infektionsforschung


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.

Diabetes ist auch Kopfsache - Hormonelle Therapieansätze gegen die Volkskrankheit

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3D-Rekonstruktion von Nerven- und Gliazellen im Hypothalamus der Hirnregion, die im Zusammenspiel mit Botenstoffen den Blutzuckerspiegel reguliert. Bild: Chun-Xia Yi/Helmholtz Zentrum München

„Wir können den Stoffwechsel durch Hormone beeinflussen. Diese wirken direkt in den Verdauungsorganen, aber auch im Gehirn“, sagt Matthias Tschöp, Scientific Director des Helmholtz Diabetes Center am Helmholtz Zentrum München. Über ein komplexes Netzwerk von Signalstoffen kommunizieren Magen, Darm sowie Bauchspeicheldrüse mit dem Gehirn – und umgekehrt. Bei Diabetes und Adipositas ist dieses Zusammenspiel gestört, und genau bei dieser Störung versuchen neue Therapiekonzepte anzusetzen. Chirurgische Therapien bei Adipositas, wie der Magenbypass, führen bei den Patienten zu einem verbesserten Blutzuckerspiegel, noch bevor sie Gewicht verlieren. Den gleichen Effekt konnten die Münchner Wissenschaftler erreichen, indem sie, statt eine aufwendige Operation durchzuführen, einen Teil des Dünndarms durch einen eingebrachten Schlauch ausschalteten. Diese Methode ist wesentlich schonender und lässt sich wieder rückgängig machen.

Die Eingriffe in den Magen-Darm-Trakt verändern das hormonelle Steuerwerk. Tschöp und sein Team fanden heraus, dass die Empfindlichkeit für das Darmhormon GLP-1 (Glucagon- like Peptide 1) entscheidend dafür ist, wie effektiv eine chirurgische Maßnahme wirkt. Ein entsprechender Hormontest könnte es künftig ermöglichen, operative Methoden personalisiert einzusetzen.

Die Erklärung für den positiven Einfluss der Operationen auf den Fett- und Zuckerstoffwechsel liegt in veränderten Konzentrationen und Wirkungen von Stoffwechsel-Hormonen, wie den insulinfördernden Vertretern GLP-1 und GIP (Gastric Inhibitory Peptide). Da liegt es nahe, solche Hormone zuzuführen, fmacheum ihre positive Wirkung zu imitieren, oder, wie Tschöp es formuliert, „dem Gehirn vorzugaukeln, es hätte eine Operation stattgefunden“. GLP-1-basierte Wirkstoffe werden schon länger in der Diabetestherapie eingesetzt. Tschöp und sein Team aber setzen auf maximale Wirkung: Es gelang ihnen, eine multifunktionale Hormonkombination zu bilden, die in einem Molekül die positiven Eigenschaften mehrerer Hormone vereint. Tatsächlich konnten die Blutzuckerwerte verbessert und bei Tieren das Körpergewicht reduziert werden. „Wir wissen, dass die Botenstoffe komplexe Funktionen haben“, sagt Tschöp. „Unser Ziel ist es, ihren Code zu knacken, um neue Therapien gegen Volkskrankheiten wie Diabetes und Übergewicht zu entwickeln.“


Angriffspunkte für die Therapie von Basalem Brustkrebs identifiziert

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Basaler Brustkrebs in dreidimensionaler, organähnlicher Kultur (links) und nach Behandlung mit einem Inhibitor des Met-Rezeptors (rechts). Bild: G. Valenti, J. Holland/MDC

Brustkrebs ist die häufigste Krebserkrankung bei Frauen. Für Patientinnen mit hormon-negativem basalem Brustkrebs ist die Prognose schlecht. Dieser Tumor wird nicht von Hormonen gesteuert, weshalb eine Antihormontherapie wirkungslos ist. Jane Holland, Walter Birchmeier und Kollegen entwickelten ein Modell für diesen Brustkrebstyp mit zwei mutierten und aktivierten Signalwegen (ß-catenin/Wnt und HGF/Met). Ihre Studie ergab neue Zielpunkte für die Therapie. Vor allem Kombinationstherapien gegen beteiligte Signalstoffe und Rezeptoren wirkten in Mäusen und könnten für Patientinnen von Nutzen sein. 


Kompakte Protonentherapie gegen Krebs

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Design einer verkleinerten Protonentherapie-Anlage. Bild: Umar Masood

In einer Designstudie halbierten Forscher von HZDR und OncoRay den Umfang einer Protonentherapie- Anlage. Dafür ersetzten sie den Ringdurch einen Laserbeschleuniger, bei dem die Strecke, auf der die Teilchen angetrieben werden, nur einige Millimeter beträgt. Um die Protonenstrahlen vom Beschleuniger zum Patienten zu führen, konzipierten sie eine kompakte Strahlführung mittels gepulster Magnete, wodurch sie diesen Teil der Anlage verkleinerten. Das Design würde die Kosten stark senken. Die Protonentherapie ist im Kampf gegen Krebs sehr präzise.


Aufbau von Cholesterin-Transporter entschlüsselt

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Der Cholesterintransporter TSPO dient zugleich als Andockstelle für wichtige diagnostische Marker und verschiedene Medikamente wie Valium. Bild: L. Jaremko, M. Jaremko, M. Zweckstetter / DZNE, Max-Planck-Institut für biophysikalische Chemie und UMG.

Forscher des DZNE haben gemeinsam mit Max-Planck-Forschern die atomare Struktur des molekularen Transporters TSPO aufgeklärt. Dieser schleust Cholesterin in die Kraftwerke der Zellen, die so genannten Mitochondrien. Zugleich dient TSPO als Andockstelle für diagnostische Marker und verschiedene Medikamente wie zum Beispiel Valium. Die detaillierten Kenntnisse seiner dreidimensionalen Gestalt eröffnen neue diagnostische und therapeutische Perspektiven.


Krankenhauskeime ohne Resistenzbildung bekämpfen

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Pseudomonas aeruginosa. Bild: M. Rohde/HZI

Antibiotikaresistenzen stellen bei Krankenhauskeimen wie Pseudomonas aeruginosa ein häufiges Problem dar. Mithilfe gezielten Wirkstoffdesigns entwickelten Wissenschaftler des Helmholtz- Instituts für Pharmazeutische Forschung Saarland, einer Außenstelle des Helmholtz-Zentrums für Infektionsforschung, eine Substanz, die Pseudomonas- Infektionen ohne Resistenzentwicklung bekämpfen soll. Das funktioniert, da der neue Stoff die Kommunikation der Bakterien und die Produktion von Giftstoffen unterbricht, dabei aber keine lebenswichtigen Prozesse stört.


Tumoren erkennen und behandeln mit Protonen

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Auch die bestehende Therapie mit Kohlenstoff-Ionen, die bei GSI entwickelt wurde, könnte durch die Protonen-Theranostik verbessert werden. Bild: Achim Zschau/GSI

Kann man einen Tumor gleichzeitig untersuchen und behandeln? Diese Idee könnte bald Wirklichkeit werden. In einem gemeinschaftlichen Experiment der GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH, der TU Darmstadt und des Los Alamos National Laboratory in den USA haben Forscher gezeigt, dass dies mit Strahlen aus schnellen Protonen gelingen könnte. Die Kombination von Therapie und Diagnostik nennen die Forscher Theranostik.


Erste Erfolge bei Impfung gegen Hirntumoren

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Die mutierten Tumorzellen eines Glioms sind braun angefärbt. Das veränderte Protein findet sich im Zytoplasma und in den Zellfortsätzen, blau sind die Zellkerne. Bild: DKFZ

Tumorzellen bewirken häufig, dass sich die Krebszellen von gesunden Zellen unterscheiden. Sie führen zu veränderten Proteinen, die von Immunzellen erkannt werden können. Wissenschaftler um Michael Platten vom DKFZ und vom Universitätsklinikum Heidelberg haben einen Impfstoff entwickelt, der eine Immunreaktion gegen ein in Hirntumoren verändertes Protein hervorruft und bei Mäusen das Tumorwachstum stoppt. Eine klinische Studie soll nun die Sicherheit der Impfung prüfen.

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


Video

Helmholtz-Gesundheitsforschung: Wir forschen für den Menschen
28.11.2014