Der rheinland-pfälzische Gesundheitsminister Clemens Hoch hat am 9. Januar bei einem Besuch des Leibniz-Instituts für Resilienzforschung Mainz (LIR) drei Förderbescheide in Höhe von insgesamt 760.417 Euro zum Start des Projektes „ACCESS“ übergeben. Dem Projektteam um die Antragsteller Prof. Dr. Marianne Müller aus dem LIR, Prof. Dr. Til Ole Bergmann aus der Universitätsmedizin Mainz (UM) und Dr. Andreas Vonderheit aus dem Institut für Molekulare Biologie (IMB) ist es so nun möglich, das ambitionierte Biotechnologie-Projekt über die kommenden zwei Jahre voranzutreiben. Ihr Ziel ist es, eine hochpräzise Ultraschallstimulation als einen Ansatz zu etablieren, um Wirkstoffe gezielt vom Blut ins Gehirn zu transportieren, um einen neuen, deutschlandweit einzigartigen Ansatz für die Therapie und Vorbeugung psychischer Erkrankungen zu haben.

„ACCESS verknüpft die besondere Stärke des LIR und der UM in der bildgebungsgestützten Neurostimulation und translationalen experimentellen Forschung mit der herausragenden grundlagenwissenschaftlichen und biotechnologischen Expertise des IMB“ erklärt Clemens Hoch, Minister für Gesundheit und Wissenschaft. „Das Projekt ist hochrelevant, vielversprechend und daher absolut förderungswürdig. Es lässt auf neue, sichere und mit wenig Nebenwirkungen behaftete Behandlungsmethoden schwer behandelbarer Krankheiten hoffen. Und auf dem Weg dahin erhöht es zusätzlich die Leistungsfähigkeit des Forschungsstandortes Mainz im Bereich der Biotechnologie, indem es mit LIR, IMB und Universitätsmedizin drei der stärksten Akteure zusammenbringt, die dieser schon jetzt starke Standort zu bieten hat. Dass bei dieser Forschung strengste ethische Kriterien Anwendung finden, versteht sich von selbst. "

„Aufgrund der hohen Relevanz dieses Ansatzes freuen wir uns sehr, dass wir hier eine so großzügige Förderung vom Land erhalten“, erläutert Prof. Dr. Klaus Lieb, Wissenschaftlicher Geschäftsführer des Leibniz-Instituts für Resilienzforschung Mainz (LIR) und Direktor der Klinik für Psychiatrie und Psychotherapie an der Universitätsmedizin Mainz gemeinsam mit den Antragstellern Prof. Dr. Marianne Müller vom LIR und Prof. Dr. Til Ole Bergmann vom Neuroimaging Center (NIC) der Universitätsmedizin Mainz.

Funktionsstörungen des Gehirns, insbesondere alternsassoziierte Krankheitsprozesse, wie sie etwa im Rahmen von Demenz Erkrankungen auftreten, sind nach wie vor schwer behandelbar. Herkömmliche medikamentöse Behandlungsansätze kommen hier oftmals an ihre Grenzen, da die benötigten Wirkstoffe die sogenannte Blut-Hirn-Schranke (BHS) nicht überwinden und so nicht in der erforderlichen Konzentration aus dem Blut in das Gehirn gelangen können. Neue Technologien, welche den gezielten Wirkstofftransport in die betroffenen Gehirnareale ermöglichen, könnten hier einen entscheidenden Schritt hin zur Entwicklung neuartiger, innovativer Therapieansätze darstellen. Die Transkranielle Ultraschallstimulation (TUS) ermöglicht es erstmalig im Menschen, die BHS ohne operativen Eingriff, vorübergehend und lokal zu öffnen und so einen gezielten Wirkstoffdurchtritt zu ermöglichen. Das Ziel des Projekts ist daher die Etablierung der TUS in einem translationalen Ansatz, d.h. vom Mausmodell zum Menschen, was in vier Arbeitsschritten binnen zwei Jahren erreicht werden soll. So überführt das Projekt ACCESS (engl. für Zutritt/Zugang) Ergebnisse aus der experimentellen Grundlagenforschung in die unmittelbare bio-medizinische Anwendung im Sinne einer unmittelbaren Translation.

Die Etablierung der transkraniellen Ultraschallstimulation (TUS) ist sowohl im Kontext der Biotechnologie-Initiative des Landes Rheinland-Pfalz als auch des Forschungsschwerpunktes „Alternsforschung“ hochrelevant. Im Kooperationsprojekt ACCESS wird ein translationaler Ansatz verfolgt, welcher parallel sowohl Studien zu Wirksamkeit, Sicherheit und mechanistischen Grundlagen im Tiermodell durchführt als auch technische Vorarbeiten für die Magnetresonanztomographie (MR)-gestützte Anwendung im Menschen vorantreibt.

„Die MR-gestützte TUS ermöglicht uns erstmals nicht-invasiv (also ohne chirurgischen Eingriff) mit millimeter- Präzision auch tiefer gelegene Hirnareale zu erreichen und diese mittels hochfrequenter Schallwellen zu stimulieren und so entweder Nervenzellen direkt zu aktivieren oder mit den Blutgefäßen im Gehirn zu interagieren. Neben der gezielten TUS-vermittelten Neuromodulation von funktionell beeinträchtigten Hirnarealen (etwa Präfrontalkortex oder Hippocampus) liegt für die Alternsforschung ein großes Potential in der Möglichkeit, reversibel und lokal (d.h., hirnareal-spezifisch) die BHS vorübergehend zu öffnen, welche im gesunden Gehirn unter physiologischen Bedingungen den Durchtritt zahlreicher Substanzen in das Gehirn kontrolliert“, erklärt Prof. Dr. Til Ole Bergmann.

„Auch über die Alternsforschung hinaus, stellt die Methode der TUS, eine hochinnovative biomedizinische Technologie dar, die vielfältig eingesetzt werden kann und somit ein enormes Potential hat: denkbar ist die Verwendung als therapeutischer Ansatz im Bereich psychischer, neurologischer und neuro-onkologischer Erkrankungen. Dies kann entweder über eine direkte, ganz gezielte Beeinflussung der Gehirnfunktion oder eine Öffnung der Blut-Hirn-Schranke zum Transport von neuen Wirkstoffen in das Gehirn erreicht werden. Die Zusammenarbeit im interdisziplinären Team macht es möglich, neue Lösungsansätze für bislang schwer zu therapierende Erkrankungen des Gehirns zu erforschen, und ist Motivation und Herausforderung zugleich“, ergänzt Prof. Dr. Marianne Müller.

Dr. Andreas Vonderheit vom Institut für Molekulare Biologie erläutert: „Mit den modernen mikroskopischen Verfahren am IMB sind wir in der Lage im Tiermodell die unmittelbaren Auswirkungen der BHS Öffnung auf das umliegende Hirngewebe zu untersuchen sowie die Ausbreitung der durchgetretenen Wirkstoffe genau zu charakterisieren. Diese grundlegenden Erkenntnisse sind entscheidend für den sicheren und effektiven Einsatz des Verfahrens im Menschen.“

Sehr erfreut über die Förderung zeigt sich auch der Wissenschaftliche Vorstand der Universitätsmedizin Mainz, Prof. Dr. Ulrich Förstermann „Die AG Bergmann hat als erste Arbeitsgruppe in Deutschland ein TUS-Setup für den Einsatz am Menschen etabliert, so dass hier mit der Implementierung der Methode und Anwendung auf Fragestellungen der Alternsforschung ein Alleinstellungsmerkmal für den Standort Mainz besteht. Für die Alternsforschung ist es dabei nicht nur interessant, innovative pharmakologische Wirkstoffe ins Gehirn zu bringen, die bislang nicht die BHS über-winden konnten, sondern auch, diese ganz gezielt in bestimmte Hirnareale zu trans-portieren“, ergänzt er.

Bildunterschrift: Übergabe des Bescheides an Prof. Dr. Klaus Lieb (LIR und Direktor der Klinik für Psychiatrie und Psychotherapie an der Universitätsmedizin Mainz), Prof. Dr. Marianne Müller (LIR) durch den rheinland-pfälzischen Gesundheitsminister Clemens Hoch und an Dr. Andreas Vonderheit (IMB) sowie Prof. Dr. Til Ole Bergmann und Prof. Dr. Ulrich Förstermann beide von der Universitätsmedizin Mainz (v.l.n.r.)

Bildquelle: LIR Mainz, C. Bahnemann

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