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Erschöpfungssyndrom: Alltagsprobleme eines Forschers und neue Studienergebnisse

18/11/2017 11:24 CET | Aktualisiert 18/11/2017 11:25 CET
FatCamera via Getty Images

Im Oktober erschien eine weitere Studie in der internationalen Online-Fachzeitschrift Plos One, die bestätigt, dass die zelluläre Bioenergetik von Patienten mit Myalgischer Enzephalomyelitis beeinträchtigt ist. Myalgische Enzephalomyelitis, kurz ME, wird oft mit dem verharmlosenden Namen CFS bzw. Chronisches Erschöpfungssyndrom betitelt. In Deutschland sind 300.000 Menschen betroffen, davon sind 75.000 Pflegefälle. Die Erkrankung ist unheilbar und die Folgen können zum Tod führen. Mehr zu ME kann man hier nachlesen.

Was die Studie untersuchte

Bei der Studie wurden Untersuchungen der peripheren mononuklearen Blutzellen (PBMC) von ME-Patienten sowie gesunden Kontrollpersonen durchgeführt. Periphere mononukleare Blutzellen sind einkernige Zellen mit einem runden Zellkern (z.B. Lymphozyten und Monozyten), die Teil des Immunsystems sind und Infekte bekämpfen.

Die Studie beinhaltete auch Untersuchungen der zellulären Muster in der oxidativen Phosphorylierung (Teil des Energiestoffwechsels und der Energiegewinnung) sowie der Glykolyse (Abbau von Einfachzuckern/Kohlenhydrate).

Studienergebnisse

Es wurden sieben Schlüsselparameter der oxidativen Phosphorylierung untersucht: die

Basalatmung, die ATP-Produktion, die Protonenleckage, die maximale Atmung, die Reservekapazität, die nicht-mitochondriale Atmung sowie die Kopplungseffizienz. Viele der Parameter zeigten einen Unterschied zwischen ME-Patienten und der gesunden Kontrollgruppe. Der größte Unterschied zwischen den gesunden und erkrankten Studienteilnehmern zeigte sich bei dem Schlüsselparameter "maximale Atmung" in der mitochondrialen Funktion, die bei den ME-Betroffenen stark beeinträchtigt ist.

Die Forscher der Studie gehen davon aus, dass die Zellen bei physiologischem Stress weniger in der Lage sind die Atmungsrate zu erhöhen, womit normalerweise Stress kompensiert wird. Die Zellen der ME-Patienten sind weder in der Lage, die zellulären energetischen Anforderungen unter basalen Bedingungen, noch die Anforderungen der Mitochondrien in Perioden mit hohem metabolischem Bedarf bei Stress zu erfüllen.

Zudem wurden die Zellen unter der Bedingung mit niedrigem Glukosegehalt untersucht, wodurch sie gezwungen waren, auf alternative Weise mit der Energieproduktion zu arbeiten. Im Gegensatz zu den Zellen der Teilnehmer mit ME, waren die Zellen der Kontrollgruppe in der Lage, dies zu kompensieren.

Forscher gibt Einblicke per Video-Chat

Des Weiteren ging kürzlich ein Video-Chat mit dem Forscher Prof. Ron Davis (u.a. Genetiker und Direktor des Stanford Genome Technology Centers) online. Darin berichtet Prof. Davis vom momentanen Stand seiner Forschung mit seinem Team am Stanford Genome Technology Centers. Dazu gibt er einen Einblick in die alltäglichen Herausforderungen seiner Arbeit.

Forschung, so berichtet er, sei sehr stressig, da es viele verschiedene Probleme zu bewältigen gibt. Beispielsweise funktionieren manche Experimente nicht richtig. Eine weitere Hürde sind Interaktionsprobleme, wie es erst kürzlich der Fall war. Es wurde entdeckt, dass eine der Biobanken, von denen das Forscherteam Blutproben bekam, die Proben nicht korrekt sammelte und aufbewahrte im Sinne der notwendigen Standarts, die für bestimmte Experimente Voraussetzung sein müssen, um verlässliche und solide Ergebnisse zu erhalten. 300 Blutproben waren somit unbrauchbar.

Die Menschen sind begierig darauf, Studienergebnisse zu sehen, wodurch ein Druck zur Veröffentlichung entsteht. Aber als Forscher muss man auch schauen, so erklärt er, dass die Daten valide sind. Man sieht während des Experiments etwas, was einem suspekt vorkommt, wodurch man noch mehr arbeiten muss, um zu schauen, ob diese Ergebnisse wirklich richtig sind.

Wie Forschung abläuft

In der Forschung ist es oft so, dass viele Dinge kommerziell verfügbar sind. Man nimmt (z.B. zur Forschung mit Zytokine) die Probe, fügt sie in das Instrument, dieses spukt die Daten aus und das Forscherteam veröffentlicht das Ergebnis. Ob das Ergebnis valid ist, ist somit Sache des Herstellers der Instrumente. Der Forscher denkt nicht darüber nach, ob das Ergebnis stimmen könnte, er verlässt sich auf das Instrument.

Bei der Forschung zu ME ist das anders. Das Team rund um Prof. Davis versucht Daten zu sammeln, die niemals zuvor gesammelt wurden. Also muss man sich Gedanken machen, ob die Methode des Experiments überhaupt richtig ist, um am Ende ein korrektes Ergebnis zu erzielen.

In der momentanen medizinischen Standartuntersuchung ist es üblich, eine einzige Messung durchzuführen. Davon wiederum, das wird allerdings weniger thematisiert, sind einige Ergebnisse Falsch Positiv oder Falsch Negativ (Vordefinierter Zustand wird fälschlicherweise als solcher erkannt oder nicht erkannt).

Von daher ist es wichtig, so erzählt Ron Davis, sicherzustellen, dass es mehrere Arten von Hinweisen bei der Messung gibt. Ärzte neigen dazu, die gängigen biochemischen Messungen als absolut zu betrachten, obwohl einige Assays (standardisierter Reaktionsablauf/Test zum Nachweis) eine 10-prozentige Fehlerquote haben.

Man versucht in der Forschung nicht zu beweisen, dass etwas richtig ist, man schaut was passiert, so erklärt Prof. Davis. Und manchmal passiert etwas Unerwartetes, was zu neuen Antworten führt.

Eine neue Technologie und ihre Tücken

Auch der Nanonadel-Biosensor wird in dem Video-Chat thematisiert, eine komplett neuartige Technologie in der Forschung, die von den Forschern in Stanford aus der Not heraus entwickelt wurde. Alles was man braucht ist ein Tropfen Blut, um biochemische Spezies wie Antikörper/Antigene oder eine bestimmten DNA-Sequenz zu charakterisieren. Mit dem Nanonadel-Biosensor ist es möglich, 3 Milliarden individuelle elektrische Messungen durchzuführen.

Ein weiteres Problem des Forscherteams, für das momentan an einer Lösung gearbeitet wird (schließlich muss die Forschung selber weiterlaufen) ist, wie man diese Nanonadel reinigt. Da dieses Instrument (noch) nicht in der Massenproduktion läuft, kostet es etwas mehr. Aber das eigentliche und größere Problem ist, dass es momentan mehrere Wochen Arbeit ist (und somit auch viel Geld kostet), ein paar dieser Nano-Nadeln herzustellen (ein Elektro-Ingenieur stellt diese in Stanford her).

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Jedoch wird auch weiterhin an dieser grundlegenden neuen Technologie gearbeitet. Eine neue Version wird erarbeitet, eine, die am Ende jeder selber kostengünstig nachproduzieren kann.

Noch mehr Daten müssen bezüglich der Erkrankung ME gesammelt werden, was momentan am Geschehen ist. Ein Postdoktorand (Wissenschaftler, der nach seiner Promotion den Doktorgrad erlangt hat und befristet an einer Uni/einem Forschungsinstitut tätig ist) entwickelte einige der Methoden zur Sequenzierung einzelner Zellen. Auch die RNA-Ebene soll sequenziert werden, um die Natur einer Zelle einzusehen. Sobald das Forschungsgeld dafür zusammen ist, wird damit begonnen.

Fehlende Forschungsgelder sind ein Problem

Prof. Davis berichtet in dem Chat auch, dass er sehr enttäuscht ist, dass er kein Forschungsstipendium erhielt. Im September 2017 hatte das National Institute of Health (Behörde des Ministeriums für Gesundheitspflege und Soziale Dienste in Amerika) vier Forschungsstipendien mit einer Gesamtsumme von sieben Millionen US-Dollar an amerikanische Wissenschaftler zur Erforschung von ME vergeben.

Prof. Davis hat eine Gruppe Forscher zusammengestellt, so erzählt er, und es wäre eine Schande, wenn diese klugen und talentierten Forscher die geplante Studie nicht durchführen können, weil das Geld fehlt. Gleich nachdem das Forscherteam erfuhr, dass sie keine finanzielle Förderung erhalten, schrieben sie einen neuen Zuschussantrag aus, der allerdings finanziell kleiner ausfallen würde als der ursprüngliche, sodass Tests weggelassen werden müssten.

Zudem versucht das Team Gelder über die OMF (Open Medicine Foundation) zu erhalten. Die OMF hat nur eine kleine Größenordnung, ist dafür aber sehr zielorientiert. Menschen spenden Geld an die OMF, diese wiederum gibt das Geld direkt an Forschungsprojekte weiter. Ein wissenschaftlicher Beirat entscheidet, welche Forschungsarbeit aktuell unterstützt werden sollte. Dem wissenschaftlichen Beirat gehören namenhafte Forscher wie der bekannte Genforscher Paul Berg an, sowie mehrere Nobelpreisträger, wie beispielsweise Jim Watson.

Die OMF finanzierte auch die Metabolismus-Studie von Prof. Robert Naviaux (Professor der Medizin, Pädiatrie sowie Pathologie, Direktor des Mitochondrial and Metabolic Disease Center University of California in San Diego).

ME und das Medikament Suramin

Auch das Medikament Suramin wird angesprochen. In einer kleinen Studie (randomisiert, doppelblind, placebokontrolliert) von Prof. Naviaux mit zehn autistischen Jungs, erhielten fünf Kinder eine einmalige Infusion mit niedrig dosiertem Suramin. Suramin ist ein hundert Jahre altes Medikament, das erfolgreich gegen die afrikanische Schlafkrankheit (wird durch einen Parasiten ausgelöst) eingesetzt wird. Die Kinder, die in dieser Studie diese einmalige Infusion erhielten, erfuhren eine deutliche Besserung ihrer Symptome.

Prof. Naviaux vermutet, dass Autismus, ME, das Golfkriegssyndrom sowie einige Autoimmunerkrankungen durch eine gestörte Interaktion der Zellen von Gehirn, Darm sowie dem Immunsystem verursacht werden, sowie durch eine Dysfunktion des Stoffwechsels. Aus diesem Grund stellt sich die Frage, ob Suramin evtl. auch bei ME helfen könnte.

Schaut man sich Suramin im Internet an, findet man Berichte und Studien die zeigen, dass Suramin schwere Nebenwirkungen haben und zum Tod führen kann. Aber, so erklärt Prof. Davis, es gibt dabei zwei Punkte. Die Dosis an Suramin, welche für die Erforschung zur amerikanischen Schlafkrankheit eingesetzt worden war, ist geringer.

Zudem, so erklärt Prof. Davis, hatte das Centers for Disease Control and Prevention (US-amerikanische Seuchenbehörde) eine große Studie zu Krebs und Surmanin durchgeführt. Er vermutet, dass in dieser Studie versucht wurde, die Höchstdosis zu verabreichen, die die Probanden tolerieren konnten, wodurch sich alle möglichen Nebenwirkungen zeigten. Hinzu kommt, dass bei dieser Studie nicht das Suramin der Firma Bayer verwendet wurde (Bayer ist Hauptlieferant für medizinische Zwecke von Suramin). Das Suramin von Bayer ist sehr rein. Das Suramin, welches die CDC für die Studien verwendete, war es evtl. nicht, so Prof. Davis.

ME und antivirale Medikamente

Als das Gespräch in Richtung Viren und antivirale Medikamente geht (manchen ME-Patienten geht es mit der Einnahme von antiviralen Medikamenten besser, anderen schlechter, oder es passiert gar nichts), erläutert Prof. Davis, dass, wenn ein Patient beispielsweise ein antivirales Medikament einnimmt, die Menschen denken, dass dieses gezielt nur gegen Viren vorgeht, was aber eine vollkommen falsche Denkensweise ist. All diese Medikamente bewirken auch andere Dinge im Körper, was als Nebenwirkungen bezeichnet wird. Und es kann durchaus sein, dass manche Patienten durch eine solche "Nebenwirkung" eine Besserung erfahren.

Da sich die anwendbare Technologie mittlerweile verbessert, kann Prof. Davis nun schauen, welche Unterschiede er bei den Patienten vor und nach Einnahme eines solchen Medikaments findet, egal ob das Medikament eine positive oder negative Auswirkung auf den Patienten hat. Beide Aspekte sind wichtig zu untersuchen.

Was an weiterer Forschung geplant ist

Geplant ist in naher Zukunft, so Ron Davis abschließend, ein paar kleine klinische Studien durchzuführen. Er versucht momentan weltweit mit Pharmaunternehmen in Kontakt zu treten, um zu schauen, ob Medikamente verfügbar sind, die für die ME-Forschung in Frage kommen könnten. Die Studien sollen fünf bis zehn Patienten betreffen. Solche kleinen Studien sind unüblich, aber auch hier spielen wieder die fehlenden Forschungsgelder eine Rolle.

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