Neurologie Heidelberg: Forschungsgruppen und ihre Schwerpunkte

Die Neurologische Klinik des Universitätsklinikums Heidelberg ist ein Zentrum für die Behandlung von Erkrankungen des zentralen und peripheren Nervensystems sowie der Muskulatur. Mit über 340 Mitarbeitern, darunter mehr als 180 Pflegekräfte, bietet die Abteilung umfassende neurologische Diagnostik und Therapie. Ein besonderer Fokus liegt auf der translationellen Forschung, mit dem Ziel, Forschungsergebnisse schnell in klinische Anwendungen zum Wohle der Patienten zu überführen.

Forschungsschwerpunkte und -gruppen

Die wissenschaftliche Strategie der Neurologischen Klinik Heidelberg konzentriert sich auf folgende Bereiche:

• Neuroonkologie
• Vaskuläre Neurologie
• Neuroimmunologie
• Akut- und Intensivneurologie
• Neurodegenerative Erkrankungen und Bewegungsstörungen
• Systemische Neurowissenschaften

Innerhalb dieser Schwerpunkte arbeiten verschiedene Forschungsgruppen, die sich mit unterschiedlichen Aspekten neurologischer Erkrankungen beschäftigen.

Neuroonkologie

Ein wichtiger Schwerpunkt ist die Neuroonkologie, die sich mit der Erforschung und Behandlung von Tumoren des Nervensystems befasst. Die Forschungsgruppen in diesem Bereich konzentrieren sich auf das Verständnis der molekularen Mechanismen, die dem Wachstum und der Resistenz von Glioblastomen zugrunde liegen.

Aktuelle Forschungsprojekte:

• Autonome rhythmische Aktivität in Gliomnetzwerken treibt das Wachstum von Hirntumoren an: Eine Studie aus dem Jahr 2023 in Nature zeigte, dass Gliome in der Lage sind, autonome rhythmische Aktivität zu erzeugen, die das Tumorwachstum fördert. Hausmann D, Hoffmann D C, Venkataramani V, Jung E, Horschitz S, Tetzlaff SK, Jabali A, Hai L, Kessler T, Azorín D D, Weil S, Kourtesakis A, Sievers P, Habel A, Breckwoldt M O, Karreman M A, Ratliff M, Messmer J M, Yang Y, Reyhan E, Wendler S, Löb C, Mayer C, Figarella K, Osswald M, Solecki G, Sahm F, Garaschuk O, Kuner T, Koch P, Schlesner M, Wick W and Winkler F
• Eine Konnektivitäts-Signatur für Glioblastome: Eine weitere Studie aus dem Jahr 2023 in Cancer Res identifizierte eine Konnektivitäts-Signatur für Glioblastome, die klinisch anwendbar ist und den Tumornetzwerktreiber CHI3L1 umfasst. Hai L, Hoffmann DC, Wagener RJ, Azorin DD, Hausmann D, Xie R, Huppertz MC, Hiblot J, Sievers P, Heuer S, Ito J, Cebulla G, Kourtesakis A, Kaulen LD, Ratliff M, Mandelbaum H, Jung E, Jabali A, Horschitz S, Ernst KJ, Reibold D, Warnken U, Venkataramani V, Will R, Suvà ML, Herold-Mende C, Sahm F, Winkler F, Schlesner M, Wick W, Kessler T.
• Aktives Remodeling des Kapillarendothels durch MMP9 aus Krebszellen fördert die metastatische Hirnkolonisation: Karreman MA, Bauer AT, Solecki G, Berghoff AS, Mayer CD, Frey K, Hebach N, Feinauer MJ, Schieber NL, Tehranian C, Mercier L, Singhal M, Venkataramani V, Schubert MC, Hinze D, Hölzel M, Helfrich I, Schadendorf D, Schneider SW, Westphal D, Augustin HG, Goetz JG, Schwab Y, Wick W, Winkler F
• N2M2 (NOA-20) Phase-I/II-Studie mit molekular abgestimmten zielgerichteten Therapien plus Strahlentherapie bei Patienten mit neu diagnostiziertem, nicht-MGMT-hypermethyliertem Glioblastom: Wick W, Dettmer S, Berberich A, Kessler T, Karapanagiotou-Schenkel I, Wick A, Winkler F, Pfaff E, Brors B, Debus J, Unterberg A, Bendszus M, Herold-Mende C, Eisenmenger A, von Deimling A, Jones D T W, Pfister S M, Sahm F, Platten M
• PerSurge-Studie: Eine vom BMBF geförderte kontrollierte klinische Studie (PI: Prof. Frank Winkler; Prof. Wolfgang Wick), in der die Aktivität von Perampanel bei Patienten mit progressivem oder rezidivierendem Glioblastom getestet wird.

Diese Projekte zielen darauf ab, neue Therapieansätze für Glioblastome zu entwickeln und die Behandlungsergebnisse für Patienten zu verbessern.

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Vaskuläre Neurologie

Die vaskuläre Neurologie beschäftigt sich mit Erkrankungen, die durch Störungen der Blutversorgung des Gehirns verursacht werden, wie z.B. Schlaganfälle. Die Forschungsgruppen in diesem Bereich untersuchen die Ursachen, Mechanismen und Behandlungsmöglichkeiten von Schlaganfällen.

Aktuelle Forschungsprojekte:

• Intravenöse Thrombolyse bei Patienten mit ischämischem Schlaganfall und kürzlicher Einnahme von direkten oralen Antikoagulanzien: Eine Studie in JAMA Neurol untersuchte die Auswirkungen der Einnahme von direkten oralen Antikoagulanzien auf die Wirksamkeit der intravenösen Thrombolyse bei Schlaganfallpatienten. Meinel TR, Wilson D, …, Ringleb P, Goganau I, … Wu T, Purrucker J, Seiffge D* et al.
• Ätiologie, sekundäre Präventionsstrategien und Ergebnisse von ischämischem Schlaganfall trotz oraler Antikoagulationstherapie bei Patienten mit Vorhofflimmern: Eine Studie in J Neurol Neurosurg Psychiatry untersuchte die Ursachen, Präventionsstrategien und Ergebnisse von Schlaganfällen bei Patienten mit Vorhofflimmern, die orale Antikoagulanzien einnehmen. Polymeris AA, Meinel TR, Oehler H, Hölscher K, Zietz A, Scheitz JF, Nolte CH, Stretz C, Yaghi S, Stoll S, Wang R, Häusler KG, Hellwig S, Klammer MG, Litmeier S, Leon Guerrero CR, Moeini-Naghani I, Michel P, Strambo D, Salerno A, Bianco G, Cereda C, Uphaus T, Gröschel K, Katan M, Wegener S, Peters N, Engelter ST, Lyrer PA, Bonati LH, Grunder L, Ringleb PA, Fischer U, Kallmünzer B, Purrucker JC, Seiffge DJ.
• Karotis-Endarteriektomie oder Stenting oder alleinige beste medizinische Behandlung bei mäßiger bis schwerer asymptomatischer Karotisstenose: 5-Jahres-Ergebnisse einer multizentrischen, randomisierten, kontrollierten Studie: Reiff T, Eckstein HH, Mansmann U, Jansen O, Fraedrich G, Mudra H, Böckler D, Böhm M, Debus ES, Fiehler J, Mathias K, Ringelstein EB, Schmidli J, Stingele R, Zahn R, Zeller T, Niesen WD, Barlinn K, Binder A, Glahn J, Hacke W, Ringleb PA; SPACE-2 Investigators.

Diese Projekte zielen darauf ab, die Behandlung von Schlaganfällen zu verbessern und das Risiko von erneuten Schlaganfällen zu verringern.

Neuroimmunologie

Die Neuroimmunologie befasst sich mit Erkrankungen, bei denen das Immunsystem das Nervensystem angreift, wie z.B. Multiple Sklerose (MS), Neuromyelitis optica (NMO) und Autoimmunenzephalitiden. Die Forschungsgruppen in diesem Bereich untersuchen die Ursachen, Mechanismen und Behandlungsmöglichkeiten dieser Erkrankungen.

Aktuelle Forschungsprojekte:

• Immunregulation bei Multipler Sklerose: Die Forschungsgruppe untersucht seit vielen Jahren Aspekte der Immunregulation bei MS, die regulatorische T-Zellen (Treg) betreffen. Sie konnten zeigen, dass von MS-Patienten isolierte Treg-Zellen eine reduzierte Anzahl naiver Zellen innerhalb der zirkulierenden Effektor- und Treg-Untergruppen aufweisen, was zu einer verminderten funktionellen Treg-Aktivität führt.
• Autoantikörper gegen Aquaporin-4 und Myelin-Oligodendrozyten-Glykoprotein bei Neuromyelitis optica (NMO) und verwandten Erkrankungen: Ein Forschungsschwerpunkt liegt auf der diagnostischen und pathophysiologischen Rolle von Autoantikörpern bei NMO und verwandten Erkrankungen.
• Autoantikörper-assoziierte neurologische Erkrankungen: Die Forschungsgruppe untersucht die diagnostische und pathophysiologische Rolle von Autoantikörpern bei anderen Erkrankungen des zentralen und peripheren Nervensystems als NMO, darunter paraneoplastische neurologische Syndrome, das Susac-Syndrom und autoimmune zerebelläre Ataxie.
• Zerebrospinalflüssigkeitsbefunde bei COVID-19: Eine multizentrische Studie untersuchte die Liquor cerebrospinalis-Befunde bei COVID-19-Patienten. Jarius S, Pache F, Körtvelyessy P, Jelčić I, Stettner M, Franciotta D, Keller E, Neumann B, Ringelstein M, Senel M, Regeniter A, Kalantzis R, Willms JF, Berthele A, Busch M, Capobianco M, Eisele A, Reichen I, Dersch R, Rauer S, Sandner K, Ayzenberg I, Gross CC, Hegen H, Khalil M, Kleiter I, Lenhard T, Haas J, Aktas O, Angstwurm K, Kleinschnitz C, Lewerenz J, Tumani H, Paul F, Stangel M, Ruprecht K, Wildemann B; in cooperation with the German Society for Cerebrospinal Fluid Diagnostics and Clinical Neurochemistry.
• Neurologische Autoimmunerkrankungen nach Impfungen gegen das schwere akute respiratorische Syndrom Coronavirus 2 (SARS-CoV-2): Doubrovinskaia S, Mooshage CM, Seliger C, Lorenz HM, Nagel S, Lehnert P, Purrucker J, Wildemann B, Bendszus M, Wick W, Schönenberger S, Kaulen LD.

Diese Projekte zielen darauf ab, die Diagnose und Behandlung von Autoimmunerkrankungen des Nervensystems zu verbessern.

Akut- und Intensivneurologie

Die Akut- und Intensivneurologie befasst sich mit der Behandlung von Patienten mit akuten neurologischen Erkrankungen, wie z.B. Schlaganfällen, Hirnblutungen und Meningitis.

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Neurodegenerative Erkrankungen und Bewegungsstörungen

Die Forschungsgruppen in diesem Bereich untersuchen die Ursachen, Mechanismen und Behandlungsmöglichkeiten von neurodegenerativen Erkrankungen wie z.B. Alzheimer-Krankheit, Parkinson-Krankheit und Amyotrophe Lateralsklerose (ALS).

Aktuelle Forschungsprojekte:

• Langzeitwirksamkeit und Sicherheit von Nusinersen bei Erwachsenen mit spinaler Muskelatrophie 5q: Günther R, Wurster CD, Brakemeier S, Osmanovic A, Schreiber-Katz O, Petri S, Uzelac Z, Hiebeler M, Thiele S, Walter MC, Weiler M, Kessler T, Freigang M, Lapp HS, Cordts I, Lingor P, Deschauer M, Hahn A, Martakis K, Steinbach R, Ilse B, Rödiger A, Bellut J, Nentwich J, Zeller D, Muhandes MT, Baum T, Christoph Koch J, Schrank B, Fischer S, Hermann A, Kamm C, Naegel S, Mensch A, Weber M, Neuwirth C, Lehmann HC, Wunderlich G, Stadler C, Tomforde M, George A, Groß M, Pechmann A, Kirschner J, Türk M, Schimmel M, Bernert G, Martin P, Rauscher C, Meyer Zu Hörste G, Baum P, Löscher W, Flotats-Bastardas M, Köhler C, Probst-Schendzielorz K, Goldbach S, Schara-Schmidt U, Müller-Felber W, Lochmüller H, von Velsen O; SMArtCARE Study Group; Kleinschnitz C, Ludolph AC, Hagenacker T.
• Quantitative Magnetresonanz-Neurographie zur Charakterisierung der peripheren Nervenbeteiligung bei manifester und präataxischer spinozerebellärer Ataxie Typ 3: Kollmer J, Weiler M, Sam G, Faber J, Hayes JM, Heiland S, Bendszus M, Wick W, Jacobi H.

Diese Projekte zielen darauf ab, die Behandlung von neurodegenerativen Erkrankungen zu verbessern und das Fortschreiten der Erkrankung zu verlangsamen.

Systemische Neurowissenschaften

Die systemischen Neurowissenschaften untersuchen die Funktion des Nervensystems als Ganzes, wobei der Fokus auf der Interaktion verschiedener Hirnregionen liegt.

Aktuelle Forschungsprojekte:

• Eine direkte Vergleichsstudie zur Verarbeitung der Tonhöhe der Stimme beim akustischen und elektrischen Hören: Steinmetzger K, Meinhardt B, Praetorius M, Andermann M, Rupp A.
• Durch Sprachmelodienänderungen hervorgerufene kortikale Aktivität: Eine kombinierte fNIRS- und EEG-Studie: Steinmetzger K, Megbel E, Shen Z, Andermann M, Rupp A (2022).

Diese Projekte zielen darauf ab, die Grundlagen der Hirnfunktion besser zu verstehen.

Weitere Forschungsprojekte und Initiativen

Neben den oben genannten Schwerpunkten gibt es weitere Forschungsprojekte und Initiativen an der Neurologischen Klinik Heidelberg:

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• Entwicklung einer Mensch-Maschine-Schnittstelle zur Steuerung von Rehabilitationsmitteln mit Hilfe der Ohrmuskeln: In Zusammenarbeit mit dem Karlsruher Institut für Technologie und der Universitätsklinik Heidelberg wird eine neuartige Mensch-Maschine-Schnittstelle entwickelt, die es ermöglicht, mit Hilfe der Ohrmuskeln technische Rehabilitationsmittel zu steuern.
• Federated Learning ermöglicht Big Data für die seltene Krebserkennung: Pati S, Baid U, Edwards B, Sheller M, Wang SH, Reina GA, Foley P, Gruzdev A, Karkada D, Davatzikos C, Sako C, Ghodasara S, Bilello M, Mohan S, Vollmuth P, Brugnara G, Preetha CJ, Sahm F, Maier-Hein K, Zenk M, Bendszus M, Wick W, (…), Shah P, Menze B, Barnholtz-Sloan JS, Martin J, Bakas S.
• Ein Impfstoff, der auf mutiertes IDH1 in neu diagnostiziertem Gliom abzielt: Platten M, Bunse L, Wick A, Bunse T, Le Cornet L, Harting I, Sahm F, Sanghvi K, Tan CL, Poschke I, Green E, Justesen S, Behrens GA, Breckwoldt MO, Freitag A, Rother LM, Schmitt A, Schnell O, Hense J, Misch M, Krex D, Stevanovic S, Tabatabai G, Steinbach JP, Bendszus M, von Deimling A, Schmitt M, Wick W.
• Cerebrospinal fluid cfDNA sequencing for classification of central nervous system glioma: Iser F, Hinz F, Hoffmann DC, Grassl N, Güngör C, Meyer J, Dörner L, Hofmann L, Kelbch V, Göbel K, Mahmutoglu MA, Vollmuth P, Patel A, Nguyen D, Kaulen LD, Mildenberger I, Sahm K, Maaß K, Pajtler KW, Shankar GM, Weiler M, Wildemann B, Winkler F, von Deimling A, Platten M, Wick W, Sahm F, Kessler T.
• MEOX2 homeobox gene promotes growth of malignant gliomas: Schönrock A, Heinzelmann E, Steffl B, Demirdizen E, Narayanan A, Krunic D, Bähr M, Park JW, Schmidt C, Özduman K, Pamir MN, Wick W, Bestvater F, Weichenhan D, Plass C, Taranda J, Mall M, Turcan Ş.
• Glioblastoma hijacks neuronal mechanisms for brain invasion: Venkataramani V, Yang Y, Schubert MC, Reyhan E, Tetzlaff SK, Wissmann N, Botz M, Soyka SJ, Beretta CA, Pramatarov RL, Fankhauser L, Garofano L, Freudenberg A, Wagner J, Tanev DI, Ratliff M, Xie R, Kessler T, Hoffmann DC, Hai L, Dorflinger Y, Hoppe S, Yabo YA, Golebiewska A, Niclou SP, Sahm F, Lasorella A, Slowik M, Doring L, Iavarone A, Wick W, Kuner T* & Winkler F*.
• Disconnecting multicellular networks in brain tumours: Venkataramani V, Schneider M, Giordano FA, Kuner T, Wick W, Herrlinger U, Winkler F.
• Septin-3 autoimmunity in patients with paraneoplastic cerebellar ataxia: Miske R, Scharf M, Borowski K, Rieckhoff N, Teegen B, Denno Y, Probst C, Guthke K, Didrihsone I, Wildemann B, Ruprecht K, Komorowski L, Jarius S.
• Rho GTPase-activating protein 10 (ARHGAP10/GRAF2) is a novel autoantibody target in patients with autoimmune encephalitis: Jarius S, Komorowski L, Regula JU, Haas J, Brakopp S, Wildemann B.
• Suicide risk and mortality among patients with cancer: Heinrich M, Hofmann L, Baurecht H, Kreuzer PM, Knüttel H, Leitzmann MF, Seliger C.

Finanzierung und Auszeichnungen

Die Forschung an der Neurologischen Klinik Heidelberg wird durch zahlreiche Drittmittel gefördert. Im Zeitraum 2021/2022 wurden mehr als 360 Publikationen veröffentlicht und Forschungsprojektmittel in Höhe von über 4,5 Millionen Euro eingeworben. Bedeutende Förderungen umfassen:

• Verlängerung des Sonderforschungsbereichs 1389 "Understanding and targeting resistance in glioblastoma" für weitere 4 Jahre (2023).
• Verlängerung des von der EKFS geförderten Heidelberg Research College for Neurooncology für weitere 3 Jahre (2023).
• Verlängerung der Förderung des Hertie Network of Excellence in Clinical Neuroscience für weitere 3 Jahre (2023).

Klinische Studien

Ein Fokus der Neurologischen Klinik Heidelberg liegt auf der Entwicklung und Durchführung innovativer klinischer Studien. Diese Studien ermöglichen es Patienten, frühzeitig am medizinischen Fortschritt teilzuhaben. Im Jahr 2021 wurden 41 diagnostische, therapeutische und präventive Studien durchgeführt oder geleitet.

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