Gleich vier Wissenschaftler bzw. Arbeitsgruppen der Medizinischen Fakultät Heidelberg haben hochdotierte Förderungen der Baden-Württemberg Stiftung eingeworben. Die geförderten Projekte, überwiegend Kooperationen mehrerer Heidelberger Forschungseinrichtungen, befassen sich mit den Themen chronischer Schmerz, Alterung von Stammzellen, Risikomarkern und Resistenzbildung bei kindlicher Leukämie sowie Mechanismen der Gen-Regulation in Hirntumoren. Die Gesamtmittel für die vier Projekte betragen rund 1,6 Millionen Euro, rund 1,2 Millionen Euro davon gehen an Wissenschaftler und Arbeitsgruppen der Medizinischen Fakultät.

Hochkarätige internationale Kooperation in der Schmerzforschung

Mit knapp 500.000 Euro unterstützt die Stiftung im Rahmen des Programms "Internationale Spitzenforschung 2017" in den kommenden drei Jahren ein Projekt der mehrfach ausgezeichneten Schmerzforscherin Prof. Dr. Rohini Kuner, Direktorin des Pharmakologischen Instituts der Medizinischen Fakultät Heidelberg. Als Kooperationspartner konnte sie mit Prof. Dr. Min Zhuo, Neurowissenschaftler an der Universität von Toronto, Kanada, einen international renommierten Experten für die Verarbeitung von Schmerz im Gehirn gewinnen. Min Zhuo ist Mitbegründer des Zentrums für Schmerzforschung an der Washington University in St. Louis, USA, und Gründungsdirektor des "Center for Neuron and Brain Disease" an der Xian Jiao-Tong University in China. Von 2017 bis 2018 war er Gast-Professor am Pharmakologischen Institut in Heidelberg. Gemeinsam werden sie mit ihren Teams die Mechanismen der Chronifizierung und Linderung von Schmerz im Gehirn untersuchen und nach Wegen suchen, dieses Wissen für die Behandlung chronischer Schmerzen nutzbar zu machen.

Im Fokus steht dabei ein in diesem Zusammenhang noch wenig beachteter Bereich der Großhirnrinde, der sogenannte Inselcortex, der unter anderem mit der Schmerzwahrnehmung und -bewertung in Verbindung gebracht wird. "Wir wollen anhand des Inselcortex die Frage klären: Was passiert im Gehirn, wenn Schmerzen chronisch werden? Welche neuronalen Schaltkreise sind beteiligt, wie verändern sie sich während dieses Prozesses und welche Folgen hat das für die Schmerzempfindung?", so Rohini Kuner. Die hohe Qualität der Forschungsarbeiten und -ergebnisse spiegelt sich in der Einrichtung des von der Universität aus koordinierten Sonderforschungsbereichs "Von der Nozizeption zum chronischen Schmerz" (SFB 1158) durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft im Jahr 2015. Sprecherin ist Prof. Dr. Rohini Kuner.

Molekularer Fingerabdruck therapieresistenter Leukämiezellen gesucht

Die weiteren Heidelberger Projekte werden im Rahmen des Programms "Epigenetik" finanziert. Der Begriff Epigenetik bezeichnet molekulare "Schalter" am Erbgut, mit deren Hilfe Zellen bestimmte Abschnitte der Erbinformation aktivieren oder blockieren und so ihre Stoffwechselaktivität anpassen. Epigenetische Modifikationen spielen eine wichtige - wenn auch noch wenig verstandene - Rolle bei Entstehung und Verlauf verschiedener Krankheiten, darunter Krebs. Zudem dienen sie zunehmend als eine Art "molekularer Fingerabdruck" und damit als präzises Unterscheidungs­merkmal und Biomarker für Untergruppen von Krebserkrankungen.

Um einen solchen molekularen Schalter bei einer bestimmten Form der kindlichen Leukämie geht es in dem mit 440.000 Euro unterstützten, gemeinsamen Projekt des Zentrums für Kinder- und Jugendmedizin und des Deutschen Krebsforschungszentrums (DKFZ). Projektleiter auf Seiten der Medizinischen Fakultät mit einem Budget von rund 300.000 Euro ist Prof. Dr. Andreas Kulozik, Ärztlicher Direktor der Klinik für Pädiatrische Hämatologie, Onkologie und Immunologie sowie Direktor der Abteilung Klinische Kinderonkologie des Hopp-Kindertumorzentrums Heidelberg. Mitantragsteller beim DKFZ ist Prof. Dr. Christoph Plass, Direktor der Abteilung "Cancer Epigenomics".

Gesucht werden epigenetische Marker in Tumorzellen der akuten T-lymphoblastischen Leukämie (T-ALL), die zuverlässig bereits vor Beginn der Therapie ein hohes Rückfallrisiko anzeigen. Dazu werden die Wissenschaftler Leukämiezellen von Kindern, die dauerhaft geheilt werden konnten, und Kindern, bei denen die Leukämie nach der Behandlung zurückkehrte, vergleichen. "Die Risikoabschätzung hat unmittelbaren Einfluss auf die Entwicklung künftiger Therapien: Kinder mit schlechter Prognose können potenziell von Beginn an intensiver behandelt werden, um ihre Chance auf Heilung zu verbessern", erläutert Andreas Kulozik. In einem zweiten Schritt werden die Teams untersuchen, welche Eigenschaften die gefundenen Marker den Tumorzellen verleihen. "Das wird uns einen Hinweis auf die Mechanismen der Resistenzentwicklung und mögliche therapeutische Angriffspunkte geben."

Fehlregulation von Hirntumorzellen verstehen

Eine Finanzierung von 315.000 Euro erhält die Biomedizintechnikerin Dr. Şevin Turcan, Neurologische Universitätsklinik Heidelberg, für ihre Forschung zur Entstehung besonders aggressiver Hirntumoren, bestimmter Gliome. Die Nachwuchswissenschaftlerin leitet eine von der Deutschen Krebshilfe geförderte Max-Eder-Nachwuchsgruppe, die am Nationalen Centrum für Tumorerkrankungen NCT Heidelberg angesiedelt ist, und wurde für ihre herausragende Arbeit zu diesem Thema bereits mit dem Hella-Bühler-Preis 2018 ausgezeichnet. Im Fokus ihrer Forschung stehen Gliome mit einem bestimmten Gendefekt, einer sogenannten IDH1-Mutation. Die Mutation hat umfassende epigenetische Veränderungen am Erbgut zur Folge, was die Genregulation der betroffenen Zellen massiv verändert und zur Tumorentstehung führt. "Welche weiteren molekularen Prozesse das Wachstum dieser Tumoren fördern, ist allerdings noch wenig verstanden. Diese zu identifizieren ist Voraussetzung für ein mögliches therapeutisches Eingreifen", so Şevin Turcan. In ihrem Projekt wird sie u.a. untersuchen, welche krebsrelevanten Gene trotz der massiven Veränderungen am Erbgut aktivierbar bleiben und somit als Ausgangspunkt der fehlerhaften Zellregulation in Frage kommen.

Epigenetik in Stammzellen: Normale Alterung oder Leukämieentstehung?

Mit Dr. Caroline Pabst, Abteilung für Hämatologie, Onkologie und Rheumatologie der Medizinischen Universitätsklinik, war eine weitere Nachwuchswissenschaftlerin als Mit-Antragstellerin erfolgreich: In einem vom Europäischen Laboratorium für Molekularbiologie (EMBL) aus koordinierten Kooperationsprojekt - Antragstellerin ist Dr. Judith Zaugg - untersucht sie mit ihrer Max-Eder-Nachwuchsgruppe Alterungsprozesse im Knochenmark, deren Auswirkungen auf Blutstammzellen und die Entstehung von Leukämie. Das Kooperationsprojekt wird mit insgesamt rund 390.000 Euro gefördert. Im Fokus stehen epigenetische Veränderungen, die sowohl während der normalen Zellalterung im Knochenmark als auch bei einer bei Erwachsenen häufigen Leukämieform, der akuten myeloischen Leukämie (AML) auftreten. Den beiden Prozessen - Alterung und AML-Entstehung - liegen vermutlich gemeinsame Prozesse zugrunde, die nun näher untersucht werden sollen. "Uns interessiert, ob bestimmte epigenetische Veränderungen in Knochenmarkszellen eine Schlüsselrolle bei Alterung und Krebsentstehung spielen, was genau sie bewirken und ob sie eine Rolle spielen bei der altersbedingten Schwächung des Immunsystems", erläutert Caroline Pabst.

Die Baden-Württemberg Stiftung

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