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Das Zebrafisch-Projekt am Start

Zebrafisch - BildBereits seit Jahresbeginn wurden organisatorische Vorbereitungen getroffen, um das Zebrafisch-Forschungsprojekt zu starten: die beiden Räume für die Fischhaltung und das eigentliche Forschungslabor von Grund auf renovieren (herzlichen Dank für die kompetente Unterstützung durch Frau Schaeffer-Gans vom Facility Management des UKSH, die besten Aquarien ausfindig machen, die hochkomplexe Wasseraufbereitung installieren,  Anträge für die Tierhaltung und die vorgesehenen Versuche zu schreiben…., die Liste ist damit noch lange nicht komplett!!

Anfang Oktober wurde dann die hochmoderne Einheit der Fa. Tecniplast mit 150 Aquarien für die Zebrafischhaltung und – Aufzucht installiert und im November kamen dann die lang Ersehnten als „Minis“, nämlich als Embryonen aus einem befreundeten Forschungslabor und mussten in den ersten Wochen „wie Frühgeborene“ in einem Inkubator aufgezogen werden. Anfang Dezember konnten sie dann in die ersten 5 Aquarien einziehen, mal gerade 5mm lang und soeben mit dem bloßen Auge erkennbar wieseln sie durchs Wasser. Sie fühlen sich anscheinend wohl.

Beispiel-Anlage

Beispiel-Anlage

Und auch die Forscher kamen: Die Biologin Dr. Virginia Caballero wechselte von der Harvard-Universität in Boston an die Förde, Dr. Marc-Philipp Hitz kam mit einer Vielzahl von kardiogenetischen Forschungsdaten aus dem berühmten Sanger-Institut in Cambridge über den Englischen Kanal auf den Kontinent zurück und  auch Frau Dr. Anne Karin Arndt kehrte nach 3 Jahren Zebrafisch-Forschung aus Boston nach Kiel   heim.
Jetzt sollen also die Experimente beginnen, um Veränderungen bestimmter möglicherweise für die Entstehung von Herzfehlern verantwortlich Gene, im Zebrafisch-Modell auf ihre funktionelle Relevanz zu untersuchen. Einige verdächtige Gene wurden in eigenen Voruntersuchungen ausfindig gemacht. Ganz besonders sind hier die Experimente, die in engster Zusammenarbeit mit Herrn Prof. Dr. Reiner Siebert, dem Direktor des Instituts für Humangenetik, in unserem vom Deutschen Zentrum für Herz und Kreislaufforschung (DZHK) geförderten Projekt Molekulare Mechanismen des hypoplastischen Linksherzsyndroms. durch die junge Biomedizinerin Kirsten Hoff vorgenommen wurden. Die Spannung ist also groß, welche Veränderungen am Herz des Fisches demnächst gefunden werden, gilt doch der Zebrafisch als guter  Modelorganismus für angeborene Herzfehler.

Wie das genau methodisch passiert, erfahren Sie in einigen Wochen genau an dieser Stelle………..

Forschung

Das Herz ist das am häufigsten fehlgebildete Organ des Menschen. Nahezu jedes 100. Kind ist betroffen. Schwere Herzerkrankungen sind im Kindesalter deutlich häufiger als Krebserkrankungen. Noch in den 70er und 80er Jahren mussten sehr viele Kinder mit schweren komplexen Herzfehlern sterben, weil weder die technischen Voraussetzungen erfüllt, noch die medizinischen Konzepte für eine erfolgreiche Behandlung entwickelt worden waren.

Heute gibt es für fast alle Kinder mit Herzfehlern aussichtsreiche therapeutische Möglichkeiten zum kleineren Teil können Katheterverfahren angewendet werden, zum größeren Teil sind chirurgische Eingriffe am offenen Herzen notwendig, die heute in der Mehrzahl im Neugeborenen- und jungen Säuglingsalter erfolgen. Der intensivmedizinische Behandlungsaufwand ist beträchtlich. So haben z.B. heute Neugeborene mit nur einem halben Herzen die realistische und faire Chance auf ein lebenswertes Leben.

 

In den letzten Jahren haben sich in Deutschland spezielle Kinderherzzentren entwickelt, die sich ausschließlich der Behandlung von Kindern mit angeborenen Herzfehlern widmen. In Deutschland (und Europa) ist das Kinderherzzentrum am Universitätsklinikum Schleswig-Holstein in Kiel eine führende Einrichtung, die zu den großen Zentren in Deutschland zählt.

 

Schwerpunkte der Unterstützung
Sie bestehen in der Förderung wissenschaftlicher Projekte, die die Verbesserung der Langzeitprognose von Kindern mit angeborenen Herzfehlern zum Ziel haben.

 

Hierbei wird in folgende Fachbereiche unterteilt:

•    Wissenschaftliche Datenbank

Am Kinderherzzentrum werden vornehmlich Studien mit nahem klinischen Bezug durchgeführt. Dies bedarf im Vorfeld einer systematischen Festlegung und digitalen Ablage von während des stationären oder poststationären Verlaufs erhobenen medizinischen Daten. Durch Ablauf der Studienzeit von in der Regel 2-4 Jahren müssen die Daten zusammengeführt, auf potentielle Fehler überprüft (Plausibilitätskontrollen) und anschließend wissenschaftlichen Vergleichen unterzogen werden. Der Aufwand dieser Tätigkeit wird bisweilen gewaltig unterschätzt.

•    Überwachung der Sauerstoffversorgung wichtiger Teilkreisläufe im Verlauf vor, während oder nach (präoperativ) einer Operation mittels Analyse des Spektrums von Infrarot-Licht

Im Peri operativen Verlauf ist bei Neugeborenen mit komplexen Herzfehlern die Sauerstoffversorgung wichtiger Teilkreisläufe, u.a. vornehmlich auch des Gehirns gefährdet. Die Erfassung einer mangelhaften Sauerstoffversorgung war aber bis vor wenigen Jahren nicht möglich. Durch Spenden über  „Kinderherzen wollen leben“ war es der Kinderherzklinik des UK-SH Kiel möglich, zwei der ersten weltweit verfügbaren Messgeräte zu erwerben. Sie wurden zu Studien von Kindern eingesetzt, die sich wegen stark unterentwickelter linker Herzkammer und  Körperschlagader bereits im Alter von wenigen Tagen einer sehr komplexen Operation und postoperativen Behandlung unterziehen müssen. Es wurde festgestellt, dass in den ersten Stunden nach der Operation die Gehirndurchblutung  eine starke Depression erfährt, erkenntlich daran, dass die Sauerstoff-Sättigungswerte von anfangs ca.75 auf minimal 40 % sinken. Die Zeitdauer bis zur Erholung der Werte auf das Ausgangsniveau dauert mehrere Stunden und hat das Potential nachhaltiger Folgen für die kindliche psychomotorische Entwicklung. Es war von entscheidender Bedeutung, dass dieser Abfall überhaupt aufgedeckt werden konnte. Im nächsten Schritt wurden Modifikationen des postoperativen (nach einer OP) Managements erprobt, die in 2009 nicht erfolgreich waren. Eine Veränderung der medikamentösen postoperativen Kreislaufsteuerung erbrachte aber seit Anfang 2010 eine deutliche Reduzierung des Abfalls der Sauerstoff-Sättigungswerte, so dass dieses Konzept jetzt weiter verfolgt und nach Ablauf von 2 Jahren ausgewertet werden soll.
Die Ergebnisse ersten Studie sind zur Zeit im Begutachtungs-prozess bei der renommierten Zeitschrift Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery.

•    Nichtinvasive (eingriffsfreie) Funktionsdiagnostik der rechten Herzkammer bei Kindern mit halben Herzen (stark unterentwickelte linke Herzkammer und  Körperschlagader)

Die Funktion der rechten Herzkammer bei Patienten mit stark unterentwickelter linker Herzkammer und  Körperschlagader war schon in den letzten 5 Jahren Gegenstand von Herzkatheter basierten Studien. Es ist etwas ganz besonderes, dass die rechte Herzkammer die Aufgabe hat, den Körperkreislauf mit Blut zu versorgen, da er dabei einen viel höheren Druck aufbauen und einen viel höheren Widerstand überwinden muss, als dies im Lungenkreislauf , für den er beim Gesunden zuständig ist, erforderlich ist. Es stellt sich die Frage, um er hierdurch frühzeitig Schäden seiner Leistungsfähigkeit erleidet, die mit konventionell klinisch angewendeten Methoden erst viel zu spät erfasst werden. Ziel des durch „Kinderherzen wollen leben“ unterstützten im September 2009 begonnenen wissenschaftlichen Projekts ist es, die deutlich gestiegenen echokardiographischen Möglichkeiten zur Funktionsdiagnostik der Herzkammern zu nutzen. Im Verlauf des ersten halben Jahres seiner Tätigkeit konnte Herr Dr. Petko, der seine kardiologische Ausbildung an zwei renommierten amerikanischen Kliniken durchlaufen hat, in der Kinderherzklinik wissenschaftlichen Datenbank bereits vorliegende Daten  zur Publikationsreife bringen. Hiermit konnte gezeigt werden, dass sich die neuen echokardiographischen Methoden für die Untersuchung der Funktion der rechten Herzkammer eignen. In der Folgezeit ist vorgesehen, eine sog. prospektive Studie zu beginnen, in der Kinder, die sich einer Herzkatheter basierten Untersuchung der Funktion ihrer rechten Systemkammer unterziehen, während aller dabei durchlaufenen Funktionsbedingungen zeitgleich mit den erwähnten speziellen Ultraschall-Methoden zu untersuchen. Diese Studie wird einen Zeitrahmen bis voraussichtlich Ende 2011 einnehmen.

•    Pränatale (vorgeburtliche) Diagnostik

Die vorgeburtliche Diagnostik schwerer angeborener Herzfehler ist für die optimale Versorgung der Neugeborenen von unschätzbarem Wert. Wegen der international hoch anerkannten Expertise des Kinderherzzentrum SH in der Versorgung dieser Kinder suchen von Jahr zu Jahr mehr werdende Eltern aus allen Teilen Deutschlands diese Klinik auf, um Rat zu suchen und ihre Kinder hier behandeln zu lassen. Da Herzfehler tendenziell per Ultraschall-Diagnostik zu immer früheren Zeitpunkten der Schwangerschaft diagnostiziert werden, wurde die Anschaffung eines leistungsfähigeren Schallkopfs zum Preis von 3900 € ermöglicht.

 

 

Der Zebrafisch als Modelorganismus für angeborene Herzfehler

Dieses Projekt wird aktuell durch uns gefördert und wir finanzieren mit unseren Mitteln und MRT06Ihren Spenden die komplette technische Ausstattung des dafür notwendigen Labors und der Aquarien. Wie Sie sehen, werden hier für diese sehr wichtige und zukunftsweisende Forschung erhebliche Gelder benötigt, die wir danke Ihrer Hilfe bereit stellen können. Hier die Erläuterung des Kinderherzzentrums dieses Projekts:

Jedes Jahr werden in Deutschland circa 6000 Kinder mit Herzfehler geboren. Mit Hilfe unserer Forschung versuchen wir zu verstehen, wie das Herz sich entwickelt und wie es auf diesem Wege zu einer Fehlbildung des Herzens kommt. Der Zebrafisch stellt ein hervorragendes Tiermodell  für solche Untersuchungen dar, da er ebenso ein Wirbeltier, wie wir Menschen, ist und somit über ein uns sehr ähnliches Herz-Kreislauf-System verfügt. Obwohl der Zebrafisch zur Gattung der Fische gehört, ist sein genetischer Code dem des Menschen sehr ähnlich. Er ist zudem durchsichtig und seine Entwicklung findet außerhalb des Körpers der Mutter statt. 552039_web_R_K_B_by_Carsten Jünger_pixelio.deBereits 24 Stunden nach Eiablage lässt sich ein schlagendes Herz im Zebrafisch-Embryo erkennen. In experimentellen Studien können Gene des Zebrafisches manipuliert werden und somit die Auswirkung auf die Herzentwicklung untersucht werden. Ebenso wie beim Menschen kann man die Funktion des Herzens überprüfen. Im zwei Tage alten Zebrafisch-Embryo wird dies mittels einer High-Speed-Kamera durchgeführt; im erwachsenen Fisch erfolgt dies mittels einer Herzultraschalluntersuchung. Weitere Studien haben das Ziel, Medikamente zu finden, die die Herzfunktion verbessern oder die Ausbildung eines Herzfehlers verhindern können. Auf einfachem Wege können Zebrafische hergestellt werden, die aufgrund einer Veränderung ihres genetischen Codes, einen Herzfehler aufweisen. Die Embryonen dieser Fische können dann mit einer Vielzahl von chemischen Wirkstoffen behandelt werden und der Untersucher versucht den Wirkstoff zu identifizieren, der nicht zu dem erwarteten Herzfehler führt.

Wir haben das Ziel hier in Kiel in unserer Kinderklinik eine Aufzuchtstation für Zebrafische einzurichten, dies es uns ermöglicht, Untersuchungen zur Herzentwicklung durchzuführen. Wir möchten hierbei insbesondere die Frage klären, welche Gene verantwortlich sind für die Entstehung eines hypoplastischen Linksherzsyndroms und welche chemischen Wirkstoffe können eine solche Fehlbildung verbessern oder gar verhindern.