Forschung

Adipositas, Typ-2-Diabetes, nichtalkoholische Fettleber und Krebs sind weitverbreitete Erkrankungen und stellen eine große Herausforderung für das Gesundheitssystem dar. Im vom Wissenschaftsfonds geförderten Spezialforschungsbereich „Lipidhydrolyse“ wird das langfristige Ziel verfolgt, die Beteiligung von Lipidhydrolasen an der Krankheitsentstehung zu entschlüsseln und in weiterer Folge neue Behandlungsstrategien zu entwickeln.

Es ist eine große Herausforderung, alle Lipidhydrolasen zu identifizieren und deren Funktion zu beschreiben. Das umfassende Verständnis der Struktur, der Funktion und der physiologischen Bedeutung dieser Enzyme ist jedoch entscheidend, um in weiterer Folge neue Zusammenhänge zwischen Lipid- und Energiestoffwechsel und der Entstehung metabolischer Erkrankungen zu erkennen.

Viele Schwangerschaftskomplikationen können auf eine Störung der Plazentafunktion zurückgeführt werden. Das Doktoratsprogramm und Forschungsprojekt „Inflammatory Disorders in Pregnancy“, kurz DP-iDP, untersucht das Zusammenwirken von Schwangerschaft, Entzündung und Plazenta bei Erkrankungen der Mutter und des Fötus.

Dabei werden neue translatorische Methoden angewandt und auf eine enge verschränkte Zusammenarbeit von Grundlagenforscher*innen und Kliniker*innen gesetzt. Vor allem Erkrankungen wie Diabetes, Fettleibigkeit, Präeklampsie oder Wachstumsbeschränkung des Fötus treten mit multifaktoriellen entzündlichen Störungen der Plazenta auf. Die genaueren Hintergründe und Mechanismen sind jedoch weitgehend unbekannt und bilden daher in diesem Programm den Schwerpunkt der Forschung.

Liquid Biopsy findet in der Krebsbehandlung einen vielfältigen Einsatz und wird zur laufenden Überwachung des Therapieverlaufes angewandt. Zudem gilt sie als vielversprechender Ansatz für die Krebsfrüherkennung mittels Untersuchung einer Blutprobe ohne Gewebebiopsien. Gemeinsam mit dem Unternehmenspartner Freenome Holdings und gefördert vom Bundesministerium für Digitalisierung und Wirtschaftsstandort wurde ein Christian Doppler Labor eingerichtet.

Für einen breiten Einsatz der Liquid Biopsy außerhalb von klinischen Studien und Forschungsprojekten müssen die Sensitivität und Genauigkeit bzw. der prädiktive und prognostische Wert der ctDNA in großen prospektiven Studien evaluiert werden.

Lungenhochdruck ist eine heimtückische Krankheit mit einer hohen Dunkelziffer, da typische Krankheitszeichen fehlen und die Symptome unspezifisch und mannigfaltig sind. Eine Diagnose ist sehr aufwendig. Das Ludwig Boltzmann Institut für Lungengefäßerkrankung soll durch einfachere und schonendere Verfahren eine frühe Diagnose ermöglichen und wenn möglich mit nichtinvasiven Verfahren und durch gezielte Medikamentenentwicklung neue Standards setzen, um die Leistungsfähigkeit und Lebensqualität der Betroffenen zu verbessern.

Der Forschungsschwerpunkt liegt auf den molekularen Mechanismen des Gefäßumbaus, der zur Entstehung der Krankheit führt, der Entwicklung maßgeschneiderter Therapien und der Früherkennung und Frühtherapie der Krankheit.

Biomarker, das sind biologisch messbare Einheiten wie Enzyme, Hormone, Gene u. Ä., die ein frühzeitiges Erkennen und eine individuelle Therapie von Krankheiten möglich machen. Ganz neue Biomarkertypen ermöglichen auch völlig neue Behandlungswege – und daran wird am Kompetenzzentrum CBmed geforscht. Diese Erkenntnisse werden gemeinsam mit nationalen und internationalen Unternehmen in praktische Anwendungen umgesetzt.

Die Vision von CBmed ist es, bis 2030 das weltweit anerkannteste Zentrum für Biomarkerforschung in der personalisierten Medizin zu werden. Dies wird durch die Integration von Spitzentechnologien mit internationalem und interdisziplinärem Fachwissen in den Bereichen Krebs und kardiometabolische Gesundheit erreicht.

Mittels 3D-Druck ist es möglich, aus zuvor digital konstruierten Modellen innerhalb kürzester Zeit ein exaktes Bauteil in Händen zu halten. Diese innovativen Technologien sind auch in der Humanmedizin von großem Vorteil, wenn sie an die Anforderungen dieses hochsensiblen Bereiches angepasst worden sind. Es wird möglich sein, Körpermodelle beispielsweise als Operationsvorbereitung, Implantate oder Prothesen zum Einsatz direkt an Patient*innen oder auch exakt angepasste Werkzeuge einfach für individuelle Anwendungen „auszudrucken“.

Im Rahmen des COMET-K-Projekts „CAMed“ (Clinical Additive Manufacturing for Medical Applications) stellt sich ein interdisziplinäres Forschungskonsortium bestehend aus 20 internationalen Partner*innen aus Wissenschaft und Wirtschaft genau diesen Herausforderungen.

Rund zehn Prozent der gesamten Weltbevölkerung sind aktuellen Schätzungen zufolge von Diabetes betroffen. Kann die Bauchspeicheldrüse den Körper gar nicht oder nur unzureichend mit dem lebenswichtigen Insulin versorgen, spricht man von Diabetes mellitus Typ 1, wobei rund 17 Millionen Menschen weltweit an dieser Ausprägung des Diabetes leiden. Das internationale Forschungsnetzwerk INNODIA hat sich zum Ziel gesetzt, die Suche nach Therapieoptionen zur Vorbeugung und Heilung von Typ-1-Diabetes weiterzuentwickeln und auszubauen.

Die Med Uni Graz trägt mir ihrer Expertise maßgeblich zum Projekterfolg bei, zeugen doch aktuelle Entwicklungen wie die künstliche Bauchspeicheldrüse oder das GlucoTab, die App zum Diabetesmanagement, von der Innovationskraft der Grazer Stoffwechselexpert*innen.

Symptome wie hohes Fieber und ein ausgeprägtes Krankheitsgefühl können Anzeichen für eine Vielzahl gefährlicher Entzündungs- und Infektionskrankheiten sein. Eine Reihe von Blutuntersuchungen, Punktionen, MRT-, CT- und andere Untersuchungen sind oft nötig, um eine Krankheit diagnostizieren zu können. Die Entwicklung eines Schnelltests aus dem Blut zur Diagnose schwerer Entzündungs- und Infektionskrankheiten ist das Ziel von Wissenschafter*innen im Forschungsprojekt „DIAMONDS“.

Der neue Test könnte die Zeit, um schwere Erkrankungen wie Lungenentzündung, Tuberkulose, Sepsis, Meningitis und Autoimmunerkrankungen zu erkennen, auf zwei Stunden verkürzen.
 

Die DNA-Sequenzierung hat die biologischen Wissenschaften revolutioniert, ist aus dem molekularbiologischen und gentechnischen Laborbetrieb nicht mehr wegzudenken und ermöglicht beispielsweise die Untersuchung genetisch bedingter Erkrankungen. Das „Next Generation Sequencing“ – kurz NGS – ist ein State-of-the-art-Verfahren zur DNA-Sequenzierung und bietet durch hochparallelen Einsatz die Möglichkeit der beschleunigten und kostengünstigen DNA-Sequenzierung.

Im Rahmen des EU-Projekts „Instand-NGS4P“ wird der Fokus auf die Weiterentwicklung der Gensequenzierung für deren effizienteren Einsatz in der Krebsdiagnostik für Patient*innen gelegt.

Von Nanopartikeln spricht man, wenn sich Atome oder Moleküle zu Verbünden zusammenfinden. Die Größe dieser Partikel liegt im Bereich von 1 bis 100 Nanometern (1 Nanometer = 1 milliardstel Meter). Nanopartikel begleiten uns tagtäglich und sind in den verschiedensten Produkten des täglichen Gebrauchs enthalten. So findet man sie beispielsweise in Kosmetikprodukten, Beschichtungen, Infusionen, Ersatznahrung u. v. m. Sie sind tausendfach kleiner als der Durchmesser eines menschlichen Haares.

Im EU-Projekt "NanoPAT" beschäftigen sich Wissenschafter*innen damit, wie Qualität und Effizienz in der Herstellung von Nanopartikeln verbessert werden können. Die Wissenschafter*innen an der Med Uni Graz bringen ihre Expertise in Prozessanalysetechnologien in das Konsortium ein.

Der Universitätscampus ist ein Ort der Zusammenführung von klinischem und nichtklinischem Bereich der Medizinischen Universität Graz. An diesem Ort erfolgt die Profil- und Schwerpunktbildung in der Lehre, Forschung und Patient*innenbetreuung mit optimaler Ressourcennutzung und Synergiebildung.

In drei Zentren in der Grundlagenforschung und vier zentrumsungebundenen Instituten wird nach den Grundsätzen des biopsychosozialen Modells gelehrt, geforscht und zum Teil Diagnostik betrieben. Durch die Bündelung der Kräfte zu Forschungszentren werden die Dimension und die inhaltliche Gestaltung des Forschungspotenzials nach innen und außen sichtbar.

An 18 Universitätskliniken leisten unsere Mitarbeiter*innen am LKH-Universitätsklinikum Graz erstklassige und personalisierte Patient*innenbetreuung, absolvieren innovative und praxisnahe Ausbildung und betreiben zukunftsweisende und exzellente Forschung. Die Universitätskliniken werden von Professor*innen des jeweiligen Fachgebietes geleitet, die Mitarbeiter*innen der Medizinischen Universität Graz sind.

Die Universitätsbibliothek ist eine öffentliche Bibliothek und für jede und jeden frei zugänglich. 180 Leser*innenplätze laden hier zum Studieren und Arbeiten ein. 52 voll ausgestattete EDV-Arbeitsplätze bieten modernste Infrastruktur für unsere Besucher*innen. Die Bücher, Zeitschriften und elektronischen Ressourcen können innerhalb der Bibliothek ohne Einschränkung genutzt werden.

Die Biobank Graz beherbergt eine Sammlung biologischer Humanproben und damit assoziierter Daten in strukturierter, auswertbarer Form. Mit rund 20 Millionen biologischen Proben zählt sie damit zu den größten klinischen Biobanken Europas. Mit mehreren Preisen und Auszeichnungen, einer Vielzahl an Kooperationspartner*innen in wissenschaftlichen Projekten und der weltweiten, ethisch abgesicherten Ausgabe von Proben und Daten ist es das Ziel der Biobank Graz, zu einer besseren Gesundheitsversorgung der Bevölkerung beizutragen.

Die Biomedizinische Forschung (BMF) verantwortet die Betreuung von Labortieren in unterschiedlichen Hygienestufen und stellt Forschungsprojekten spezielle Infrastruktur und Speziallaborflächen zur Verfügung. Die engen gesetzlichen und ethischen Vorgaben für Tierversuchsvorhaben fokussieren die Biomedizinische Forschung auf die Unterstützung der Forschenden bei deren Versuchsplanung und -abwicklung sowie die Abklärung möglicher bestehender und die Entwicklung neuer alternativer Methoden (3R).

Das Zentrum für Medizinische Forschung (ZMF) bietet eine erstklassige Infrastruktur für patient*innennahe Forschung. In dem modernen, speziell für die Anforderungen der Biomedizinischen Forschung errichteten Gebäude inmitten des Universitätsklinikums Graz und in unmittelbarer Nähe zum Universitätscampus stehen mehr als 4.000 Quadratmeter an bestausgestatteten Labor- und Büroräumen sowie exzellente Core Facilities für Dienstleistungen zur Verfügung.

Das Zentrum für Wissens- und Technologietransfer in der Medizin (ZWT) ist direkt mit der Med Uni Graz und dem LKH-Universitätsklinikum Graz verbunden. Die enge Vernetzung mit der Industrie unterstützt die SFG als ZWT-Miteigentümerin mit ihren Netzwerken. Am ZWT stehen Forschungsflächen für innovative Unternehmen im Bereich der Life Sciences zur Verfügung.

Am Diagnostik- und Forschungsinstitut für Pathologie steht mit einem Labor der biologischen Sicherheitsstufe 3 (BSL 3) eine in Österreich einzigartige Laborinfrastruktur zur Verfügung. Kameraüberwachung, Zutrittskontrollen, Schutzanzüge und chemische Duschen ermöglichen das Arbeiten mit hochinfektiösen gefährlichen Mikroorganismen, die zu schweren Erkrankungen und Epidemien führen können. Die Nachfrage nach der Labornutzung war für Forschungs- und Entwicklungsprojekte sowie Kooperationen in Bezug auf die COVID-19-Forschung in diesem Jahr besonders groß.

Das Stoffwechselforschungszentrum ist ein durch Hochschulraumstrukturmittel – Programm des Bundesministeriums für Bildung, Wissenschaft und Forschung – finanziertes Projekt, im Rahmen der Kooperation BioTechMed-Graz. Die Erschließung der molekularen Mechanismen von Krankheitsentstehung und deren Zusammenhang mit Umwelteinflüssen, Alterung und Stress anhand von Stoffwechselprodukten ist Gegenstand der Forschung am Zentrum.

Das Transmissionselektronenmikroskop zur Analyse von Gewebsschnitten und Proteinproben ist eine weitere Forschungsinfrastruktur, die durch Hochschulraumstrukturmittel – Programm des Bundesministeriums für Bildung, Wissenschaft und Forschung – finanziert wurde. Angewandt wird diese Technologie, um in das Innerste von Zellen, Geweben bzw. Tumoren zu blicken. Der Einsatz von dreidimensionaler Elektronenmikroskopie ermöglicht neue Einblicke in verschiedene Zellorganelle, wodurch funktionelle Zusammenhänge ultrastrukturell visualisiert werden und dadurch die Möglichkeiten der medizinischen Intervention wie z.B. in der Tumorbiologie nachvollziehbar wird.

Das "NIKON-Center of Excellence for Super-resolution Microscopy: Cells & Organelles" stellt den Grazer Forscher*innen zum Teil weltweit einzigartige Mikroskope, die einen Durchbruch in Auflösungsvermögen und Messgeschwindigkeit darstellen, zur Verfügung und setzt einen weiteren deutlichen Impuls im Bereich der biomedizinischen Forschung am Wissenschaftsstandort Graz. Das Zentrum ermöglicht nicht nur eine "State-of-the-art-Mikroskopie" sondern bildet auch eine Plattform zum freien Austausch von Ideen, Methoden und Technologien zwischen den Wissenschafter*innen und NIKON. Die gemeinschaftliche Förderung der Forschung und die Entwicklung neuer Technologien sind dabei erklärte Ziele beider Seiten.