Forschungsprojekte

Die Forschungsfelder des Kompetenzzentrums Diabetes Karlsburg (KDK) orientieren sich am Diagnostik- und Behandlungsspektrum des Klinik für Diabetes und Stoffwechselerkrankungen. Hauptschwerpunkt ist die Therapie des diabetischen Fußsyndroms.  

Sechs Forschungsfelder im Mittelpunkt des Zentrums:

Klinische Studien

Forschung zum Wohle des Patienten 
Klinische Forschung am Kompetenzzentrum Diabetes Karlsburg heißt in erster Linie: klinische Forschung für den Patienten. Das KDK fokussiert sich auf die Erforschung und Entwicklung von Medizinprodukten, die den diagnostischen oder therapeutischen Nutzen für den Diabetes-Patienten in den Mittelpunkt stellen. Dabei richten sich alle Mitarbeiter des KDK nach den Grundsätzen und Leitlinien der guten klinischen Praxis (ICH-GCP), denn die Sicherheit der Studienteilnehmer steht stets an erster Stelle.

Plasmamedizin

Innovative Wundversorgung für schlecht heilende, chronische Wunden 
Die Plasmamedizin hat sich erst in den letzten Jahren als neues Forschungsgebiet etabliert. Die Idee, kaltes physikalisches Plasma medizinisch anzuwenden, führte zu neuartigen, innovativen Therapiemöglichkeiten, die zurzeit intensiv erforscht und teilweise bereits klinisch getestet werden. Einen Schwerpunkt stellt dabei die Wundheilung dar. Kalte Plasmen wirken antibakteriell und stimulieren gleichzeitig die Neubildung von gesundem Gewebe. Gerade bei Patienten mit schlecht heilenden, chronischen Wunden könnte so die Wundheilung gefördert werden.

Frühdiagnostik von entzündlichen Veränderungen der Fußsohle

Obwohl in den letzten Jahren eine Reihe verschiedener Therapie­möglich­keiten zur Wundbehandlung entwickelt wurden, bleibt das diabetische Fußulkus eine klinische Herausforderung.  Das spezielle Risiko des Diabetikers besteht darin, dass sich aufgrund einer häufig auftretenden Neuropathie Reizleitungsstörungen ausbilden. So können Druckschmerzen oder kleine Bagatellverletzungen nur noch eingeschränkt oder gar nicht mehr wahrgenommen werden. Die Füße stellen dabei aufgrund der mechanischen Beanspruchung und der oftmals für den Diabetespatienten schlechten Einsehbarkeit eine besondere Gefahrenzone dar. Die durch den Diabetes hervorgerufenen Gefäß- und Nervenschädigungen erschweren zusätzlich die physiologische Wundheilung. Bleiben die schmerzlosen Druckläsionen dann unentdeckt ,ist bei anhaltender Druckbelastung die Entstehung von chronischen Wunden vorprogrammiert. Ein neuer Ansatzpunkt fokussiert die Prävention chronischer Fußwunden. Eine frühe Detektion von Entzündungszeichen kann dazu beitragen, dass durch rechtzeitige therapeutische Maßnahmen die Entstehung von Wunden verhindert wird. Je früher ein Ulkus erkannt wird, desto weniger ausgeprägt ist der Befund und desto wahrscheinlicher ist eine erfolgreiche Behandlung. Oft fällt es jedoch schwer, eine Gefährdungssituation rechtzeitig zu erkennen bzw. richtig einzuordnen. Auch gelingt aufgrund der körperlicher Einschränkungen bei vielen Patienten eine zuverlässige Selbstinspektion der Füße nicht immer. Ein klassisches Entzündungszeichen ist die Temperaturerhöhung. Lokal erhöhte Temperaturen an der Fußsohle können somit Anzeichen für sich entwickelnde Entzündungen unter der Fußsohle sein. Wie Studien in den USA belegen, kann durch konsequente Kontrolle des Temperaturverlaufs am Fuß und rechtzeitiger Intervention, offenen Ulzerationen vorgebeugt werden. Aus diesem Grund entwickelt die OT aktiv GmbH aus Greifswald eine intelligente Einlegesohle, die zu einer hochauflösenden Überwachung der Fußsohlentemperatur fähig ist. Die gemessenen Daten werden in einer Smartphone-App online visualisiert und ausgewertet. In einer klinischen Studie soll diese Technik in dem entwickelten Prototyp nun mit Patienten auf seine Funktionalität und Handhabung geprüft werden.    

Hyperspektrale Differenzierung von Bakterien in Wunden

Patienten mit einem diabetischen Fußsyndrom leiden sehr häufig unter chronischen Wunden. Diese Wunden werden dabei oft von Infektionen begleitet, die die Wundheilung beeinträchtigen.  Goldstandard der klinischen Infektionsdiagnostik ist die visuelle Prüfung der Haut auf das Vorhandensein der klassischen Entzündungszeichen sowie bei Infektionsverdacht ein mikrobio­logischer Abstrich zur Anzucht der die Infektion verursachenden Erreger. In der Regel wird bei Verdacht auf eine Infektion eine kalkulierte Therapie mittels eines Breitbandantibiotikums eingeleitet, die nach Vorliegen der mikrobiologischen Analyseergebnisse nach ca. 2-3 Tagen an den jeweiligen Erreger angepasst wird. Nachteil einer ungezielten Antibiotikatherapie ist jedoch die Gefahr von Resistenzentwicklungen, weshalb das Robert Koch-Institut eine erregerspezifische Therapie empfiehlt. Die Firma Diaspective Vision GmbH aus Pepelow entwickelt zurzeit ein neues Verfahren zur schnellen und nicht-invasiven Bestimmung der Keimbelastung direkt in der Wunde mittels Spektroskopie. Diese optische Technologie arbeitet berührungslos, wodurch die Untersuchung für die Patienten völlig schmerzfrei ablaufen wird. Dafür wird die für die Wunddiagnostik von Diaspective Vision GmbH entwickelte CE-zertifizierte Spektroskopiekamera „TI-CAM“ weiterentwickelt und das Aufnahmespektrum der Kamera auf den violetten Bereich (405nm) des sichtbaren Lichts erweitert, um Bakterien sichtbar machen zu können. Mit der Darstellung von Bakterienfilmen ist es möglich, die Effektivität der Wundreinigung zu überprüfen. Gerade Problembereiche wie z.B. Hautfalten erschweren eine gründliche Wundreinigung. Versteckte Bakterienfilme können so Ausgangspunkt für Neuinfektionen bilden.  Diese Ergebnisse könnten Grundlage für eine evidenzbasierte Entscheidung zur Antibiotikagabe bei Wundinfektionen sein und zur Vermeidung von Resistenzentwicklungen beitragen.  Diese innovative Diagnostik soll in Kooperation mit der Klinik für Hautkrankheiten der Universitätsmedizin in einer Studie an Patienten mit diabetischem Fußsyndrom oder Ulcus cruris klinisch geprüft werden.  

ActiHeal: Eigenzelltherapie zur beschleunigten Heilung chronischer Wunden

Fettgewebe enthält Stammzellen und spezielle Botenstoffe, die sich positiv auf die Heilung von verschiedenen Krankheiten und Wunden auswirken. Erste Studien belegen, dass sie effektiv zur schnelleren Heilung von chronischen Wunden beitragen. In dem vom Technologie-Beratungs-Institut (TBI) geförderten Projekt„ActiHeal“ wird eine neuartige Methode entwickelt, um die regenerativ wirksamen Zellen zu aktivieren und für eine klinische Anwendung aufzubereiten. Dabei sollen körpereigene Zellen (plus die freigesetzten Botenstoffe) auf Wunden aufgetragen werden und somit zu einem beschleunigten Wundverschluss beitragen. Da eine enzymatische Zellisolierung mit höheren Kosten und möglichen Sicherheitsbedenken behaftet ist sowie teilweise eine geminderte Wirksamkeit aufweist, wird hier eine nicht-enzymatische Isolierung bevorzugt. Hierzu entwickeln Wissenschaftler des KDK zusammen mit der Human Med AGund der Universität Rostock ein Gerät, welches zur enzymfreien Isolation derstromalen vaskulären Fraktion (SVF) und letztlich zur Anreicherung der darin enthaltenen, regenerativ wirksamen Zellen aus körpereigenem Fettgewebe dienen soll. Bei der stromalen vaskulären Fraktion (SVF) wird dem menschlichen Körper durch Fettabsaugung entnommenes Fettgewebe mit Ultraschall behandelt, um Stammzellen und andere Wachstumszellen zu separieren. Eine besondere Herausforderung ist es, den neu entwickelten, innovativen Isolations- und Applikationsprozess im Einhandprinzip und ohne substanzielle Bearbeitung der Zellen in klinischen Anwendungen zu überprüfen. In einem Schritt werden hierbei die Zellen isoliert, aufgereinigt und wieder dem Patienten verabreicht ohne dass der OP verlassen werden muss. Darüber hinaus soll eine kombinierte Plasmamodulation dieser Zellen untersucht werden. Durch den Einsatz regenerativer Zellen in Verbindung mit einer entsprechend angepassten Plasmabehandlung der gewonnenen körpereigenen SVF sollen die Vorteile der beiden Technologien noch besser ausgenutzt, und entsprechend aufeinander abgestimmt werden. Zunächst soll kaltes Plasma die Isolation der regenerativen Zellen aus dem – per Liposuktion - abgesaugten Fettgewebe unterstützen. Weiterhin soll geprüft werden, ob eine Behandlung mit kaltem Plasma die gewonnenen Zellen auch stimulieren kann. Dabei kann auf die langjährigen Erfahrungen der INP-Forscher im Umgang mit kalten Plasmen zurückgegriffen werden. Kalte Plasmen sind energiegeladene Gase im angeregten Zustand, die ihre Wirksamkeit und Verträglichkeit bereits in der Behandlung chronischer Wunden unter Beweis gestellt haben.

AutoImmun: Neuartiges Testsystem für Typ-1-Diabetes

Im Verbundprojekt AutoImmun entwickelt das Kompetenzzentrum Diabetes Karlsburg (KDK) in Zusammenarbeit mit der Firma EUROIMMUN ein neues Testsystem zur Diagnostik von Diabetes mellitus Typ 1. Ziel des Projektes ist es, einen schnellen und einfach anwendbaren Test zu realisieren, der diabetes-assoziierte Autoantikörper gegen Glutamat-Decarboxylase (GAD65), Tyrosinphosphatase (IA-2) und Insulin bereits im Frühstadium aufzeigt. AutoImmun erarbeitet damit eine funktionale Alternative zu bisher verwendeten Methoden. 
Das Projekt-Team setzt diesbezüglich bei der Nutzung eines Chemilumineszenz-Immunassays an. Chemilumineszenz-Immunassay ist eine Methode, um bereits geringste Spuren von Antikörpern im Organismus nachzuweisen. Sie basiert auf der chemischen Reaktion eines Antigens mit einem Antikörper. Bei diesem Phänomen wird ein Teil der frei werdenden Energie in Form von sichtbarem Licht emittiert, welches dann gemessen wird. Bisher gilt der Radioimmunassay in der Diagnostik für Diabetes mellitus Typ 1 als Goldstandard. Allerdings ist die Durchführung durch den Einsatz radioaktiv markierter Antigene relativ zeitaufwändig und beansprucht einen entsprechenden Sicherheits- und Technikaufwand.  Ferner zielt das Verbundprojekt AutoImmun darauf ab, Alternativen zur Diagnostik von Typ1-Diabetes-Autoantikörpern zu erforschen. Eine mögliche Alternative zum Nachweis der Autoantikörper könnte der direkte Nachweis der diabetes-assoziierten Autoantigene Glutamat-Decarboxylase (GAD65) und Tyrosinphosphatase (IA-2) im Körper sein, da die Bildung der Autoantikörper die Freisetzung der Autoantigene aus geschädigten Betazellen voraussetzt. 
Erste Untersuchungen zum Nachweis von GAD65-Antigenen zeigten die prinzipielle Realisierbarkeit dieses Ansatzes. Der Nachweis der Autoantigene wäre nicht nur für die Prädiktion und Differentialdiagnostik des Diabetes von Interesse, sondern auch von Relevanz für das frühzeitige Erkennen einer Transplantatabstoßung bei Patienten nach Inselzelltransplantation. 
Im Kompetenzzentrum Diabetes Karlsburg sollen die im Projekt entwickelten Chemilumineszenz-Immunassay-Testsysteme auf ihre Sensitivität und Spezifität überprüft werden. In enger Zusammenarbeit mit dem Klinikum Karlsburg werden dann Entwicklung und Validierung der speziellen Bioanalytik Methode mit klinisch charakterisierten Patientenproben durchgeführt. Parallel dazu sollen medizinische Aspekte erforscht werden. Im Interesse steht dabei, ob sich die Messung der Autoantikörper auch zur Überwachung des Krankheitsverlaufs bei Patienten mit Diabetes Typ 1 eignet und ob sie Hinweise für beginnende Spätfolgen liefern könnten. Für dieses Teilvorhaben werden klinische Verlaufsproben von neu manifestierten Typ 1 Diabetes-Patienten über einen Zeitraum von 2 Jahren erhoben und die Korrelation der Markerlevel mit dem Krankheits- und Therapieverlauf untersucht. Der Nachweis einzelner Autoantikörper ist das früheste Zeichen des Autoimmunprozesses. Das Risiko, einen Diabetes mellitus Typ 1 zu entwickeln, steigt mit der Konzentration, der Anzahl und der Spezifität verschiedener Autoantikörper. Die Chancen für eine erfolgreiche therapeutische Intervention sind zum Zeitpunkt eines Einzel-Autoantikörper-Nachweises am größten. Durch den Einsatz automatisierbarer, sensitiver Autoantikörper-Screenings können Diabetes-Erkrankungen Typ 1 zukünftig bereits im Frühstadium erkannt und behandelt werden.

Patienteninformation 
zu klinischen Studien

Klinische Studien tragen dazu bei, neue medizinische Erkenntnisse zu gewinnen und darauf aufbauend den medizinischen Versorgungsstandard für die Patienten weiter zu erhöhen.  Durch die Teilnahme an einer klinischen Studie können auch Sie persönlich schon profitieren. Patienten, die im Rahmen von klinischen Studien behandelt werden, haben früher als andere die Chance, mit innovativen Methoden diagnostiziert oder therapiert zu werden. Darüber hinaus werden die teilnehmenden Patienten umfangreicher und häufiger untersucht als dies im klinischen Alltag sonst üblich ist. Auch die Betreuung durch den verantwortlichen Prüfarzt oder der Studienschwester ist häufig intensiver.  

Sicherheit hat oberste Priorität
Die Sicherheit der Studienteilnehmer hat dabei oberste Priorität. Bevor eine klinische Studie überhaupt durchgeführt werden darf, müssen bereits ausreichende Daten zur Sicherheit vorliegen. Zum Schutz des Patienten ist der Ablauf klinischer Studien gesetzlich streng geregelt. Zusätzlich  prüft im Vorfeld eine Ethikkommission, ob die klinische Studie nach der Deklaration von Helsinki ethisch und rechtlich für den Patienten vertretbar ist. Natürlich haben Sie als Patient auch jeder Zeit das Recht, ohne Angabe von Gründen, Ihre Einwilligung in die Studie zurückzuziehen.