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FORSCHUNG UND LEHRE

FORSCHUNG UND LEHRE

Neurochirurgische Klinik
Neurochirurgische Klinik

ZUKUNFTSWEISEND UND KOMPETENT

FORSCHUNG

EXPERIMENTELLE UND KLINISCHE FORSCHUNG, INTERNATIONALE STUDIEN

Der Wissenschaftsbetrieb der Neurochirurgischen Klinik umfasst experimentelle und klinische Forschung sowie Teilnahme an internationalen Studien. Experimentelle Forschung dient dem besseren Verständnis von der Entstehung von Krankheiten und damit der Entwicklung etwaiger zukünftiger Therapieoptionen.

Hierzu steht der Neurochirurgischen Klinik ein im Oktober 2012 neu bezogenes, eng mit mehreren Göttinger Max-Planck-Instituten kooperierendes Labor zur Verfügung. Klinische Forschung erlaubt unmittelbarer die Entwicklung von neuen Therapien und von besseren, da effektiveren oder/und weniger invasiven Operationsmethoden.

Durch die Teilnahme an multizentrischen internationalen Studien können, sofern gewünscht, Göttinger Patienten an den neuesten wissenschaftlichen Erkenntnissen und Entwicklungen teilhaben. Im Folgenden werden die drei Hauptforschungsschwerpunkte der Klinik sowie die aktuellen Studien vorgestellt.

FORSCHUNGSSCHWERPUNKTE / STUDIEN

Unsere Forschungsschwerpunkte liegen in den Bereichen Neuroonkologie und Vaskuläre Neurochirugie.

> AKTUELLE STUDIEN

FORSCHUNGSTHEMEN

Die Entwicklung von neuen Therapieoptionen ist einer der wichtigsten Schwerpunkte unseres Labors. Die neuroonkologische experimentelle Forschung hat das Ziel, das Verständnis für die Entstehung und Progression von Hirntumoren und Hirnmetastasen zu verbessern. Dieses Verständnis möchten wir uns für die Weiterentwicklung diagnostischer und therapeutischer Verfahren zunutze machen. Ein wesentlicher Bestandteil unserer Studien ist die Sammlung von Blutproben und Tumorgewebe. Dies geschieht selbstverständlich nur mit dem Einverständnis des Patienten. Unsere Patienten tragen so mit ihrer freiwilligen Teilnahme in bedeutendem Maße zum Erfolg unserer Forschung bei.

1. Medikamentenwirkung auf resistente Stammzell-ähnliche Tumorzellen:

Die Wirkung einzelner Medikamente bzw. der Kombination von Medikamenten auf resistente Stammzell-ähnliche Tumorzellen:

Glioblastoma multiforme (GBM) ist der häufigste bösartige Primärtumor des Gehirns bei Erwachsenen. Dieser Tumor ist gekennzeichnet durch eine heterogene Population von Zellen, darunter Tumorzellen und Stammzell-ähnliche Zellen. Gliom-Stammzell-ähnliche Zellen sind genetisch instabil, unterstützen die Blutgefäßbildung im Tumor und sind sehr resistent gegen Chemo- und Strahlentherapie. Daher sind sie der maßgebliche Motor für die Tumorausbreitung und Tumorrezidive. Wir untersuchen die Wirkung von Medikamenten, einzeln oder in Kombination, die den Stoffwechsel von Tumorzellen beeinflussen, sowohl in in vitro- als auch in in vivo-Modellen.

Charakterisierung der Gliom-Stammzell-ähnlichen Zellen und deren Fähigkeit sich zu differenzieren. A. Immunofluoreszenz-Färbung von differenzierten 11SP- und 64SP mit Neuronen (MAP2)-, Astrozyten (GFAP)- und Oligodendrozyten (OLIG2)-Marker. B. Spheroidbildung der 11SP- und 64SP Zelllinien.
Charakterisierung der Gliom-Stammzell-ähnlichen Zellen und deren Fähigkeit sich zu differenzieren. A. Immunofluoreszenz-Färbung von differenzierten 11SP- und 64SP mit Neuronen (MAP2)-, Astrozyten (GFAP)- und Oligodendrozyten (OLIG2)-Marker. B. Spheroidbildung der 11SP- und 64SP Zelllinien.
Ein wichtiges Merkmal von Krebszellen ist die rasche Zellteilung. Zellteilungsanalyse von Gliom-Stammzell-ähnlichen Zellen: Nach der Behandlung mit Riluzol nimmt die Zahl der frisch geteilten Zellen (grün) in beiden Zelllinien ab.
Ein wichtiges Merkmal von Krebszellen ist die rasche Zellteilung. Zellteilungsanalyse von Gliom-Stammzell-ähnlichen Zellen: Nach der Behandlung mit Riluzol nimmt die Zahl der frisch geteilten Zellen (grün) in beiden Zelllinien ab.

2. Strukturelle und elementare Veränderungen in GBM-Zellen:

GBM-Zellen zeichnen sich durch besondere Widerstandsfähigkeit gegenüber der Therapie aus, unter anderem bedingt durch das Fehlen spezifischer Marker, an denen sie andocken können. Metalle sind lebenswichtige Bestandteile des Lebens. Schätzungsweise ein Drittel aller Proteine benötigen Metallionen als Kofaktoren für die Proteinfunktion. Die Homöostase von Metallionen ist für viele biologische Aktivitäten essentiell. Wir verwenden Synchrotron-Röntgenfluoreszenz (XRF)-Bildgebung, um die Elementprofile und die Metallungleich-gewichtsverteilung in Zellen und Geweben, die von verschiedenen Gehirntumoren stammen, zu bewerten. Eine gestörte Metallionen-Homöostase in GBM könnte uns helfen, die Mechanismen der Tumorentwicklung zu verstehen und die Markerauswahl festzulegen.

Kooperationspartner: Dr. Tanja Ducic (CELLS-ALBA, Carretera BP 1413, de Cerdanyola del Vallès 08290, Barcelona, Spain)

Soft-Röntgenmikroskopie: Vergleich von zwei verschiedenen Gliomzellen: Gliomzelllinie U87MG (A) und eine aus einem Patienten-Tumormaterial isolierte Zelllinie 11ST (B). N-Zellkern, M-Mitochondrien. Virtuelle Schnitte eines Tomogramms einer vom Glioblastom-Patienten isolierten Zelllinie (11ST) (C, D, E).
Soft-Röntgenmikroskopie: Vergleich von zwei verschiedenen Gliomzellen: Gliomzelllinie U87MG (A) und eine aus einem Patienten-Tumormaterial isolierte Zelllinie 11ST (B). N-Zellkern, M-Mitochondrien. Virtuelle Schnitte eines Tomogramms einer vom Glioblastom-Patienten isolierten Zelllinie (11ST) (C, D, E).
Röntgenfluoreszenzkarten von P, S, Cl, K, Ca, Mn, Fe, Cu und Zn der kryokonservierten Gliomzelllinie U87MG. Bild 58x37 μm, Pixelgröße 150 nm und Verweilzeit 300 ms.
Röntgenfluoreszenzkarten von P, S, Cl, K, Ca, Mn, Fe, Cu und Zn der kryokonservierten Gliomzelllinie U87MG. Bild 58x37 μm, Pixelgröße 150 nm und Verweilzeit 300 ms.

3. Korrelation der molekularen Signatur mit der Überlebensdauer bei Glioblastom-Patienten:

Ein Schwerpunkt unseres Interesses ist die Verlängerung der durchschnittlichen Überlebensdauer von Glioblastom-Patienten. Aus bisher noch ungeklärten Gründen gibt es einen Anteil von ca. 5% der Patienten, bei denen das Überleben die 3-Jahresgrenze deutlich übersteigt. Zuverlässige Prädiktoren gibt es hierfür nicht. Wir arbeiten an einer umfassenden bildgebenden, klinischen und genetischen Charakterisierung der Unterschiede zwischen den Patientengruppen.

4. Untersuchungen an Tumorgewebe in der Kultur:

Schnitte von ZNS Gewebe und Tumorgewebe können heutzutage in einer Kultur mehrere Wochen überleben und sollten ihre morphologischen Eigenschaften und eine dem Original ähnliche Gewebestruktur behalten. Unser Ziel ist die elektrischen Eigenschaften im Sinne der Stromleitfähigkeit des Tumorgewebes solcher Kulturen zu testen.

LEHRE

INHALTE UND WEITERFÜHRENDE INFORMATIONEN

Übersicht Standard-Lehrangebote:
(Vorlesungen, Seminare, Kurse, Praktika)

    • Neurochirurgie
    • Neurochirurgische Operationen
    • Akute Notfälle in der Neurochirurgie
    • Pathophysiologie neurochirurgischer Erkrankungen
    • Mikrochirurgie der Gefäße
    • Neurochirurgie der peripheren Nerven
    • Praktikum der Notfallmedizin (Teil Neurochirurgie)
    • Praktikum Pädiatrische Neurochirurgie
    • Spezielle Aspekte der Kinderneurochirurgie
    • Ultraschall in der Neurochirurgie
    • Wirbelsäule: Biomechanik und klinische Pathophysiologie

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