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Nr. 92, 21.10.2017  voriger  Übersicht  weiter  REIHEN  SUCHE  Feedback 

Fächerübergreifend promovieren

Neuartige Implantate könnten bei Gehirnerkrankungen eine Alternative zu hoch­dosierten Medikamenten sein. Für ihre Entwicklung braucht es interdisziplinäre Fachleute, die zum Beispiel an der Uni Kiel ausgebildet werden.


Mit dem Röntgenphoto­elektronen­spektroskop können die Promovierenden Anna Sophia Buschhoff und Igor Barg Materialien chemisch analysieren und zum Beispiel herausfinden, aus welchen Elementen sie bestehen. Foto: Julia Siekmann

Plötzlich auftretende krampfartige Anfälle, zuckende Arme oder ein kurzzeitig entrückter Blick: Epilep­sie kann sehr verschiedene Erscheinungsformen haben. Laut der Weltgesundheitsorganisation WHO leiden weltweit rund 50 Millionen Menschen an der Überaktivität des Gehirns, bei der sich Nervenzellen unkontrolliert entladen. Etwa 70 Prozent der Fälle lassen sich mit Medikamenten behandeln, die jedoch oft mit starken Nebenwirkungen verbunden sind.

»Mit Schutzmechanismen verhindert unser Körper, dass Medikamente über das Blut unkontrolliert ins Gehirn gelangen«, sagt Biologin Anna-Sophia Buschhoff. Zum Problem wird diese wichtige Schranke ausgerechnet bei Gehirnerkrankungen. »Dadurch kommen diese Medikamente oft nur in geringer Kon­zen­tration im Gehirn an. Patienten müssen also eine stärkere Dosis einnehmen, was wiederum die Nebenwirkungen erhöht.« Zusammen mit ihrem Kollegen Igor Barg erforscht Buschhoff die Möglich­kei­ten einer lokalisierten Therapie direkt im Gehirn, die nicht den gesamten Körper belastet. »Ziel ist, dass die Medikamente nur dort wirken, wo sie auch sollen«, sagt Barg.

Die Biologin mit dem Schwerpunkt Neurowissenschaften und der Materialwissenschaftler promovieren im Kieler Graduiertenkolleg »Materials for Brain«. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus Medizin, Biologie und Materialwissenschaft forschen dort gemeinsam, wie sie mithilfe von intelligenten Biomaterialien die Gehirnerkrankungen Epilepsie, Aneurysmen oder Tumore effektiver behandeln können. Komplexe Aufgaben, die eine enge interdisziplinäre Zusammenarbeit erfordern.

»National und international wird der Bedarf an spezifisch ausgebildeten Wissenschaftlerinnen und Wis­sen­schaftlern erheblich steigen. Das interdisziplinäre Ausbildungsprogramm in unserem Graduierten­kolleg schließt hier eine Lücke«, sagt Christine Selhuber-Unkel, Professorin für Biokompatible Nanomaterialien an der CAU und Sprecherin des Graduiertenkollegs.

Diese Art zu promovieren reizte auch Anna-Sophia Buschhoff und Igor Barg. Buschhoff kam aus Freiburg nach Kiel und promoviert jetzt in der Arbeitsgruppe Neurobiologie von Professor Peer Wulff am Physiologischen Institut. Barg hatte bereits an der CAU Materialwissenschaft studiert und schreibt seine Dissertation bei Professor Franz Faupel in der Arbeitsgruppe Materialverbunde am Institut für Materialwissenschaft. In den nächsten drei Jahren werden sie eng im Tandem arbeiten, um ein Implantat mit einem Sensor zu entwickeln, der Gehirnaktivitäten direkt im Kopf misst und so weitaus bessere Signale erhält als ein externes EEG.

In ihrem Forschungsprojekt konzentrieren sich die beiden Doktoranden unter anderem auf die soge­nannte Absence-Epilepsie, die vor allem bei Kindern auftritt. Bei einem Anfall sind sie für kurze Zeit »wie weggetreten« und reagieren nicht mehr auf äußere Reize. »Im Alltag kann das leicht gefährlich werden, beispielsweise im Straßenverkehr«, erklärt Barg. Der Wunschtraum wäre ein Implantat, das automatisch ein Medikament freisetzt, sobald ein epileptischer Anfall auftritt – oder ihn sogar vorhersagt.

Bis es eines Tages so weit sein könnte, müssen die beiden jedoch noch viele Fragen gemeinsam klären. Zum Beispiel, wie genau sich Medikamente im Gehirn verbreiten, an welcher Stelle und wie lange ein Implantat eingesetzt werden könnte und welches Material sich dafür eignet. Dabei sind sie auf das Fachwissen des jeweils anderen angewiesen. Materialwissenschaftler Barg: »Die Entwicklung eines Biomaterials kann nur funktionieren, wenn man auch die Bedingungen im Körper kennt. Materialien müssen zum Beispiel vom Körper abgebaut werden können oder dürfen sich gar nicht erst zersetzen.« Alle zwei Wochen stellen sich die Promovierenden des Graduiertenkollegs den Stand ihrer Projekte vor und klären, wie sie sich fachlich gegenseitig unterstützen können. »Wir ergänzen uns, zeigen uns, was möglich ist – und auch was nicht«, sagt Buschhoff. »Die eigene Arbeit ist nie komplett ohne die des anderen.«

Julia Siekmann
Graduiertenkolleg Materials for Brain
Interdisziplinarität und Internationalität sind die beiden Schlagworte der Promo­tionsausbildung im Kieler Graduiertenkolleg »Materials for Brain«. Insgesamt zwölf Doktorandinnen und Doktoranden werden von jeweils einem Mitglied der Technischen und der Medizinischen Fakultät betreut, besuchen gemeinsame Seminare und nehmen an fächerübergreifenden Coaching-Programmen teil. Zur Vorbereitung auf eine wissenschaftliche Karriere gehören auch ein Auslandsaufenthalt und die Organisation eines Symposiums einer internationalen Tagung. Das Graduiertenkolleg startete zum 1. April 2017 und wird von der Deutschen Forschungsgemeinschaft gefördert. (jus)
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