Archiv der Kategorie: UKM

Das „Paper of the Month“ 11/2023 geht an: Miriam Gagliardi und Michael Ziller aus der Klinik für Psychische Gesundheit

Für den Monat November 2023 geht das „Paper of the Month“ der Medizinischen Fakultät der Universität Münster an Dr. Miriam Gagliardi und Prof. Dr. Michael Ziller aus der Klinik für Psychische Gesundheit für die Publikation: Massively parallel functional dissection of schizophrenia-associated noncoding genetic variants. Cell 186(23).2023: 5165-5182.e33. [Volltext]

Komplexe Erkrankungen zeichnen sich durch eine hohe Erblichkeit aus und Zehntausende von genetischen Varianten wurden mit Autoimmun- oder neuropsychiatrischen Erkrankungen in Verbindung gebracht. Die Nutzung dieser Assoziationen zum besseren Verständnis der Pathomechanismen ist jedoch schwierig. Die meisten Varianten befinden sich nicht in Genen selber und sind nur in schwer zugänglichen Zelltypen relevant, wie zum Beispiel menschlichen Neuronen.

In dieser Arbeit wurde eine neue Methode entwickelt, um mit hohem Durchsatz krankheitsassoziierte, funktionale genetische Varianten in krankheitsrelevanten Zelltypen zu identifizieren. Dadurch lassen sich jene genetischen Varianten herausfiltern, die die Expression von Genen verändern sowie die modulierten Gene ermitteln. Wir wenden diesen Ansatz an, um die Gruppe funktionaler Schizophrenie (SCZ-)Varianten zu lokalisieren sowie die Zelltypen, Bedingungen biologischen Prozesse bestimmen, in denen diese Varianten relevant sind. Wir zeigen, dass nur etwa ~1,7 Prozent der SCZ-Varianten funktional sind und hochgradig bedingungs- und zelltypspezifisch operieren. Schließlich identifizieren wir einen neuen Mechanismus, der die elektrophysiologischen Eigenschaften menschlicher Neuronen in SCZ moduliert.

Diese Arbeit liefert eine Karte der funktionalen SCZ-assoziierten Varianten für zukünftige mechanistische Studien. Wir illustrieren die Operationalisierung dieser Karte, um genetisch bedingte Krankheitsmechanismen zu analysieren. Diese Arbeit liefert eine universelle Methode, um zentrale Herausforderungen der Post-GWAS-Ära anzugehen.

 

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Foto: MFM/Christian Albiker

Das „Paper of the Month“ 10/2023 geht an: Dr. Anja Schmitt und Prof. Dr. Stephan Hailfinger aus der Medizinischen Klinik A

Für den Monat Oktober 2023 geht das „Paper of the Month“ der Medizinischen Fakultät der Universität Münster an Dr. Anja Schmitt und Prof. Dr. Stephan Hailfinger aus der Medizinischen Klinik A für die Publikation: BRD4 inhibition sensitizes diffuse large B-cell lymphoma cells to ferroptosis. Blood 142(13).2023: 1143–1155. [Abstract]

Das diffuse großzellige B-Zell-Lymphom ist die häufigste Neoplasie des lymphatischen Systems im Erwachsenenalter. Die Standardtherapie besteht aus einer Kombination von Chemotherapeutika und dem Antikörper Rituximab und zeigt bei circa zwei Dritteln der Patienten ein dauerhaftes Ansprechen. Bei den restlichen Patienten ist sie dagegen nicht oder nur vorübergehend wirksam. Diesem Therapieversagen liegt häufig eine Apoptose-Resistenz der Tumorzellen zugrunde.

In den letzten Jahren konnten mehrere Studien zeigen, dass diese therapieresistenten Tumorzellen besonders anfällig gegenüber einer anderen Form des programmierten Zelltods, der Ferroptose, sind. Die Ferroptose ist ein eisenabhängiger Zelltod, in dessen Zentrum eine massive Oxidation von Membranlipiden und letztlich der Verlust der Membranintegrität steht. DLBCL-Zellen sind sehr anfällig gegenüber einer pharmakologischen Ferroptose-Induktion, unter anderem aufgrund ihres niedrigen antioxidativen Potentials. Mithilfe einer Substanzbibliothek mit epigenetischen Modulatoren konnten wir BET-Inhibitoren als ferroptosesensitivierende Substanzen identifizieren. In den Lymphomzellen hemmen sie die Expression des Ferroptosis-Suppressor-Proteins 1 und erhöhen somit die Ferroptose-Suszeptibilität.

Die gezielte Kombination von BET-Inhibitoren mit Substanzen, die Ferroptose auslösen können, war in präklinischen Lymphom-Modellen sehr wirkungsvoll und könnte eine vielversprechende Ergänzung zur Standardtherapie darstellen beziehungsweise sich bei apoptoseresistenten Tumoren als Behandlungsalternative erweisen.

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Das „Paper of the Month“ 09/2023 geht an: Maximilian Rüttermann und Christos Gatsogiannis aus dem Institut für Medizinische Physik und Biophysik

Für den Monat September 2023 geht das „Paper of the Month“ der Medizinischen Fakultät der WWU Münster an Maximilian Rüttermann und Prof. Christos Gatsogiannis aus dem Institut für Medizinische Physik und Biophysik für die Publikation: Structure of the peroxisomal Pex1/Pex6 ATPase complex bound to a substrate. Nature Communications 14(1).2023: 5942 [Volltext]

Peroxisomen sind Zellorganellen, die für eine Vielzahl von Stoffwechselfunktionen von entscheidender Bedeutung sind. Defekte in der peroxisomalen Biogenese führen zu verheerenden Stoffwechsel- und Entwicklungsstörungen, die als peroxisomale Biogenesestörungen (PBD) oder Zellweger-Syndrom bekannt sind und in bis zu 65 % der Fälle mit einem mechanistischen Defekt im peroxisomalen Pex1/Pex6-ATPase-Komplex einhergehen.

Der Pex1/Pex6-Komplex ist die treibende Kraft für den Import von Enzymen in die Peroxisomen durch das Recycling von Importrezeptoren aus der Peroxisomenmembran. Um den Mechanismus dieser hochkomplexen molekularen Maschine aufzuklären, wurden biochemische und strukturelle Techniken eingesetzt. Mit Hilfe von Kryo-EM wurde die dreidimensionale Struktur von Pex1/Pex6 in verschiedenen Zuständen aufgeklärt. So konnte erstmals in nah-atomarer Auflösung gezeigt werden, wie sich die ATPasen Pex1 und Pex6 zu einem Hexamer-Komplex assozieren und synchron arbeiten. Dabei wird ATP in mechanische Kräfte umgewandelt, um Peptide aus der Peroxisomenmembran zu extrahieren. Der Mechanismus ist einzigartig, vergleichbar mit einer Reihe von Armen, die paarweise an einem Seil ziehen und dabei dessen Knoten lösen.

Im Gegensatz zu anderen AAA-ATPasen agieren Pex1 und Pex6 während der ATP-Hydrolyse gemeinsam in Dimeren. Dieser bisher unbekannte Mechanismus ermöglicht es uns, mit dem Zellweger-Syndrom assoziierte Mutationen auf molekularer Ebene zu verstehen, was bei der künftigen Entwicklung therapeutischer Ansätze hilfreich sein kann.

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Open Access Woche 2023 an der ULB mit Beitrag aus der Neuropathologie

Die Universitäts- und Landesbibliothek Münster beteiligt sich seit 2009 jedes Jahr mit einem Infostand an der International Open Access Week im Foyer der Zentralbibliothek am Krummen Timpen. Dieses Jahr finden zusätzlich fünf Coffee Lecture Vorträge aus verschiedenen Bereichen der Universität statt, die sich intensiv mit dem Thema Open Access befassen.

Unter anderem wird Prof. Dr. Werner Paulus, Direktor des Instituts für Neuropathologie, über Erfolge und Probleme bei der Herausgabe des Open Access Journals Free Neuropathology berichten: In dem Vortrag wird zunächst auf Probleme für Leser:innen, Autor:innen und Herausgeber:innen eingegangen, die sich durch das kommerzielle Publikationswesen vor allem im biomedizinischen Bereich entwickelt haben. Danach wird das Journal Free Neuropathology vorgestellt, dass als Antwort darauf seit 2020 als Diamond Open Access Journal ohne Publisher herausgegeben wird. Neben Erfolgen (technische Umsetzung, Gewinnung exzellenter Autoren, Nachhaltigkeit, unterschiedliche Formen wissenschaftlicher Freiheit, Assoziation mit mehreren internationalen wissenschaftlichen Fachgesellschaften, Aufnahme in PubMed etc) hat die Redaktion mit einer Reihe von Herausforderungen zu tun (geringe Akzeptanz eines Journals ohne Impact Factor, Rekrutierung zuverlässiger Personen für unser Copyediting/Layout Board, Finanzierung von Personal für das Editorial Office, XML-Programmierung).

Zum Programm der Open-Access-Woche: https://www.uni-muenster.de/Publizieren/service/veranstaltungen/index.html#oaweek

Anmeldelink zu den Zoom-Vorträgen: https://wwuindico.uni-muenster.de/event/2371/

Am Dienstag, 03.10., dem Tag der Deutschen Einheit, ist die ZB Medizin geschlossen

Bitte denken Sie daran, dass die Zweigbibliothek Medizin, die weiteren Zweigbibliotheken als auch die ULB am Dienstag, dem 3. Oktober (Tag der Deutschen Einheit) geschlossen bleiben.

Ab Mittwoch gelten die aktuellen Öffnungszeiten.

Foto: joexx at photocase.com

Das „Paper of the Month“ 08/2023 geht an: Daniel Kluger und Joachim Groß aus dem Institut für Biomagnetismus und Biosignalanalyse

Für den Monat August 2023 geht das „Paper of the Month“ der Medizinischen Fakultät der WWU Münster an Dr. Daniel Kluger und Prof. Joachim Groß aus dem Institut für Biomagnetismus und Biosignalanalyse für die Publikation: Modulatory dynamics of periodic and aperiodic activity in respiration-brain coupling. Nature Communications 14(1).2023: 4699 [Volltext]

Es ist zunehmend anerkannt, das physiologische Rhythmen wie die Atmung neuronale Oszillationen modulieren, die menschlichem Handeln, Wahrnehmung und Kognition zugrunde liegen. Die Verbindung zwischen Atmung und aperiodischer Hirnaktivität – ein nicht-oszillatorischer Marker der Balance zwischen Erregung und Hemmung – ist dagegen noch völlig unerforscht.

Wir verwenden zeitaufgelöste Messungen aperiodischer und oszillatorischer Komponenten neuronaler Aktivität im Ruhezustand, um ihre jeweilige Dynamik in der Kopplung von Atmung und Hirnaktivität zu untersuchen. Unsere Ergebnisse zeigen, dass die Atmung ein physiologischer Modulator kortikaler Signalübertragung ist, was ihre Bedeutung für die Regulierung von Erregungszuständen unterstreicht. Fluktuationen aperiodischer Hirnaktivität sind stark an den Atemzyklus gekoppelt, was darauf hindeutet, dass spontane Verschiebungen von Erregungszuständen zumindest teilweise von körperlichen Signalen moduliert werden. Die unterschiedlichen Dynamiken ihrer Kopplung werfen die Frage auf, ob es einen funktionellen Unterschied in der Art und Weise gibt, wie jede Komponente mit der Atmung verbunden ist.

Veränderungen von Erregbarkeitszuständen wurden bei neuro-psychiatrischen Erkrankungen wie Alzheimer, Schizophrenie, ASD und Epilepsie gezeigt. Die Verknüpfung dieser bekannten neuronalen Veränderungen mit peripheren Signalen könnte wesentliche Erkenntnisse über die Wechselwirkungen zwischen Körper und Gehirn in klinischen Populationen liefern.

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Das „Paper of the Month“ 07/2023 geht an: Miriam Burmeister und Lydia Sorokin aus dem Institut für Physiologische Chemie und Pathobiochemie

Für den Monat Juli 2023 geht das „Paper of the Month“ der Medizinischen Fakultät der WWU Münster an Miriam Burmeister und Lydia Sorokin aus dem Institut für Physiologische Chemie und Pathobiochemie: Science Advances. 9(29). 2023: eadg0686 [Volltext].

Die Blut-Hirn Schranke besteht aus einer Endothelzellschicht, der darunter liegenden Basalmembran und der parenchymalen Barriere/Glia Limitans. Es ist bekannt, dass Matrixmetalloproteinasen (MMP)-2 und MMP-9  für die Leukozytenpenetration dieser Barriere bei einer Neuroinflammation essentiell sind und deren funktionale Integrität beeinflussen. Trotzdem ist die Datenlage dazu rar, wie MMP-2 und MMP-9 die prenchymale Barriere exakt beeinträchtigen.

Mithilfe eines maßgeschneiderten, sensitiven, labelfreien Massenspektrometrie-basierten Sekretom-Ansatzes identifizierten die Studienautorinnen und -autoren 119 potenzielle MMP-9 und 21 MMP-2 Substrate an der Oberfläche von primären Astrozyten. Es wurden sowohl bekannte Substrate indetifiziertt als auch eine breite Palette von zuvor unbekannten MMP-abhängigen Events, welche an Zell-Zell- und Zell-Matrix-Interaktionen beteiligt sind. Anhand eines Tiermodells für Neuroinflammation zur Bewertung der beeinträchtigten astroglialen Barriere wurden MMP-Substrate in vivo bestätigt und einige davon auch in menschlichen Multiple-Sklerose-Proben nachgewiesen, darunter VCAM-1 und NrCAM.

Die Arbeit liefert eine Datenbank, die zur Identifizierung von MMP-2 und MMP-9 Substraten verwendet werden kann, welche sowohl zur Homöostase als auch zum Abbau der Astroglia-Barriere bei Entzündungen beitragen könnten. Dies trägt zum Verständnis der molekularen Prozesse bei, die für die astrogliale Barrierefunktion verantwortlich sind.

 

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Das „Paper of the Month“ 06/2023 geht an: Marcel E. Friedrich, Veronica A. Ferrando, Yvonne Börgeling und Stephan Ludwig aus dem Institut für Virologie

Für den Monat Juni 2023 geht das „Paper of the Month“ der Medizinischen Fakultät der WWU Münster an Marcel E. Friedrich, Dr. Veronica A. Ferrando, Dr. Yvonne Börgeling und Prof. Dr. Stephan Ludwig aus dem Institut für Virologie: Emerg Microbes Infect. 2023 Dec;12(1):2212809 [Volltext].

Influenza-A-Viren (IAV), die Erreger der saisonalen Grippe, können in seltenen Fällen auch Pandemien verursachen. Hierbei spielen Zoonosen, die Übertragungen durch nicht-menschliche Wirte, sowie der Austausch von viralen Genomsegmenten eine wichtige Rolle. Die letzte Pandemie fand 2009 statt, nach einer Übertragung von Schweinen auf den Menschen. Trotzdem sind verlässliche Labormodelle für die Analyse der Evolution von IAV in Schweinen bisher kaum verfügbar.

In unser Studie verwendeten wir eine neu generierte Schweinelungenzelllinie, um die Evolution von IAV in vitro zu erforschen. Als Beispielviren nutzten wir das pandemische Virus von 2009 und ein Schweineinfluenzavirus, welche zusammen auch in der Natur durch den Austausch von Genomsegmenten neue IAV-Stämme hervorbringen.

Wir konnten eine Reihe neuer Varianten identifizieren, die genetische Mischungen der beiden Viren sind. Mit diesen Viren infizierten wir aus Patienten entnommenes Lungengewebe und wiesen ein mögliches zoonotisches Potential dieser Varianten nach. Außerdem untersuchten wir verschiedene Mutationen durch Modellierung des potenziellen Einflusses auf die Bindungsaffinität des Hämagluttinins und die Analyse der Aktivität der viralen Polymerase.

Wir stellen in dieser Arbeit ein neues in-vitro-Schweinelungenzellmodell vor, welches für die weitere Erforschung der Evolution von Viren in Schweinen genutzt werden kann. Unsere Erkenntnisse zur genetischen Kompatibilität der verwendeten Virusstämme unterstreichen die Notwendigkeit weiterer Untersuchungen der Evolution von IAV in Schweinen.

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„Paper of the Month“ Mai 2023 geht an Melina Hußmann und Stefan Schulte-Merker aus dem Institut für Kardiovaskuläre Organogenese und Regeneration

Für den Monat Mai 2023 geht das „Paper of the Month“ der Medizinischen Fakultät der WWU Münster an Melina Hußmann und Stefan Schulte-Merker aus dem Institut für Kardiovaskuläre Organogenese und Regeneration für die Publikation: Svep1 is a binding ligand of Tie1 and affects specific aspects of facial lymphatic development in a Vegfc-independent manner. eLife. 2023; 12 e82969 [Volltext].

Funktionsstörungen des lymphatischen Gefäßsystems können zu Lymphödem, entzündlichen Erkrankungen und Glaukom führen. Da Behandlungsmöglichkeiten oft nur vorübergehend wirken, könnte das Verständnis molekularer Mechanismen, die die Lymphangiogenese steuern, neue Therapieansätze ermöglichen. Im Jahr 2017 wurde SVEP1 als essentieller Regulator der Lymphangiogenese bei Fisch und Maus entdeckt. Allerdings blieb der Mechanismus von SVEP1 ungeklärt.

Die Studie zeigt, dass das sekretierte Protein SVEP1 und der Transmembranrezeptor TIE1 während der Entwicklung einiger weniger, bestimmter Aspekte des lymphatischen Netzwerks von Zebrafischembryonen eine entscheidende Rolle spielen. Bemerkenswerterweise entwickeln sich diese Gefäße unabhängig von der Vegfc-Signalkaskade, der prominentesten Signalachse bei der Lymphangiogenese. Darüber hinaus haben wir festgestellt, dass mehrere phänotypische Merkmale im Gefäßsystem von Svep1-Mutanten in Tie1-Mutanten, aber nicht in Tie2-Mutanten rekapituliert werden. Durch genetische Interaktionsstudien im Fisch und Proteinbindungs-Assays mit menschlichen Proteinen wurden Interaktion und Bindung von SVEP1 und TIE1 nachgewiesen und somit wurde SVEP1 als neuer und bisher einziger Ligand von TIE1 identifiziert.

Da vor kurzem SVEP1 als Kandidatenlokus für das Offenwinkelglaukom identifiziert wurde und da kombinierte heterozygote Mutationen für SVEP1 und TIE2 bei menschlichen Glaukom-Patienten gefunden wurden, liefern unsere Daten nicht nur neue Erkenntnisse zur lymphatischen Entwicklung, sondern sind auch relevant für die Klinik und neue Therapieansätze.

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Studieninfoveranstaltung: Studiengang Hebammenwissenschaft

Am Montag, 05.06.2023, in der Zeit von 15-17 Uhr möchten wir Ihnen Gelegenheit geben, das Team und die Spezifika des Studiengangs an der WWU in Münster via Zoom kennen zu lernen. Studiengangsinteressierte erhalten an diesem Termin Informationen zu den Inhalten und dem Aufbau des dual ausgerichteten Studiums in Münster sowie wichtige Informationen über Anforderungen und Herausforderungen des Studiengangs.

Zugangsdaten 05.06.2023, 15-17 Uhr.

 

„Paper of the Month“ April 2023 geht an Robert Seifert und Kambiz Rahbar aus der Klinik für Nuklearmedizin

Für den Monat April 2023 geht das „Paper of the Month“ der Medizinischen Fakultät der WWU Münster an Robert Seifert und Kambiz Rahbar aus der Klinik für Nuklearmedizin für die Publikation: A Prognostic Risk Score for Prostate Cancer Based on PSMA-PET-derived Organ-specific Tumor Volumes. Radiology 2023 Apr 18 [Volltext].

Die das prostataspezifische Membranantigen darstellende PSMA-PET/CT hat sich zum Referenzstandard der Bildgebung von Patienten mit Prostatakarzinom entwickelt. Sie ermöglicht die genaue Lokalisierung von Tumormanifestationen und Metastasen. Die Untersuchungen werden aktuell jedoch manuell ausgewertet und nur exemplarische Läsionen in der klinischen Routine genauer charakterisiert.

Durch einen KI-basierten Ansatz wurden zunächst alle Tumormanifestationen und Metastasen in den PSMA-PETs segmentiert. Das so bestimmte PSMA-PET-basierte Tumorvolumen ist ein hervorragender Parameter, um die Erkrankungsschwere quantitativ zu erfassen. Die Studie konnte darüber hinaus zeigen, dass die Bestimmung des Tumorvolumens pro Organsystem zu einer höheren Genauigkeit bei der Vorhersage der Überlebenswahrscheinlichkeit führt. Dies scheint darin begründet zu sein, dass der Ort der Metastase die Aggressivität der Krebserkrankung bestimmt. Mittels der PSMA-PET-basierten Parameter wurde ein Nomogramm entwickelt, das jeder Nuklearmediziner zur Bestimmung der Überlebenswahrscheinlichkeit verwenden kann.

Diese Arbeit konnte erstmals die Relevanz der Bestimmung des Tumorvolumens zur Vorhersage der Überlebenswahrscheinlichkeit von Patienten mit Prostatakarzinom an einer Kohorte von über 1.000 Patienten zeigen. Die Ergebnisse konnten an einer externen Validierungskohorte der Universitätsklinik Wien bestätigt werden.

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Foto: MFM/Christian Albiker