Förderprojekte

Hintergrund

Animal use for scientific purposes is guided by the principles of 3Rs (Reduction, Refinement and Replacement). Developing refined experimental conditions can substantially improve animal welfare and importantly, enhance the translational value and data reproducibility.

Novel and emerging technologies allow 24/7 collection of behavioural data in undisturbed mice, the most widely used species in biomedical research. These recently developed technologies minimize the impact of stressors, such as human interaction and testing in novel arenas, which are known to influence data collection and animal welfare. It is now possible to assess a more naturalistic behavioural profile in familiar environment, such as the animals’ home-cage. In addition to promoting welfare, it can improve research in a wide spectrum of research fields ranging from psychology and neuroscience to translational psychiatry and neurology, and may further provide valuable insights into other types of pathologies and genetic alterations. However, addressing the complex problem of monitoring the full 24-hour behavioural repertoire of a rodent still presents many challenges, with each technology having its strengths and limitations.

The aim of this Action is to bring together European organizations developing and using automated home-cage monitoring technologies, combining experts in mouse behaviour, laboratory animal science and data science, to critically and transparently assess the potential of these technologies, to develop user guidelines and standard operating procedures and to identify needs for further technological development, including analysis of big data.

The Action will also contribute to building capacities for adoption of these technologies by holding workshops, laboratory rotations and disseminating knowledge.

Hintergrund

In einem ersten wissenschaftsphilosophischen Teil leistet das Dissertationsprojekt ein Update und eine interdisziplinäre Untersuchung der Grundbegriffe und Grundannahmen der psychoanalytischen Objektbeziehungstheorie, indem Forschung der Philosophy of Mind, der Kognitionswissenschaften, aber auch der Phänomenologie, in die Diskussion der psychoanalytischen Theorie einbezogen werden. Im zweiten empirischen Teil wird ein Studiendesign zu einer Validierungsstudie eines auf der psychoanalytischen Objektbeziehungstheorie beruhenden psychometrischen Messinstruments entwickelt.

Hintergrund

Trabekuläres Knochengewebe kann als elasto-visko-plastisches Material sinnvoll modelliert werden. Belastungs-Entlastungs-Experimente an Einzeltrabekeln zeigten jedoch eine Abnahme des Elastizitätsmoduls mit zunehmender Dehnung. Um dieses Verhalten zu modellieren soll in der gegenwärtigen Studie der elastische Anteil eines zuvor entwickelten 2-Ebenen elasto-visko-plastischen rheologischen Modells mit einer von der plastischen Dehnung abhängigen Schadensvariable (von 0 bis 1) skaliert werden. Diese Anpassung soll eine verbesserte Beschreibung der Materialeigenschaften von Knochengewebe ermöglichen. Darüber hinaus werden neue Zugversuche an kortikalen Knochenproben durchgeführt, die aus dem Schaft menschlicher Oberschenkelknochen gewonnen wurden, um die Verwendung des vorgeschlagenen Modells für kortikales und trabekuläres Knochengewebe zu vergleichen. Zusätzliche Proben werden aus dem Oberschenkelhals von gesunden und osteoporotischen Spendern entnommen werden, um festzustellen, ob sich die Materialeigenschaften des Knochengewebes in Bezug auf Osteoporose ändern. In einer vorhergehenden Studie konnte gezeigt werden, dass sich die Materialeigenschaften von Einzeltrabekel bei Osteoporose nicht signifikant verändern. Ziel der aktuellen Studie ist es zu untersuchen, ob dies auch für kortikales Knochengewebe im Schenkelhals gilt. Die Kenntnis dieser Informationen ist nicht nur für Computersimulationen, die zuverlässige Materialeingabeparameter erfordern, unerlässlich, sondern auch für ein besseres Verständnis der Auswirkungen der Osteoporose auf das Material selbst.

Hintergrund

Eine abnormale Aktivierung des JAK/STAT (Janus kinase / signal transducer and activator of transcription)
-Signalweges, wird häufig mit der Entstehung von Krebs assoziiert. Eine langanhaltende Aktivierung von
STAT-Transkriptionsfaktoren wird speziell in Blutkrebs oft beobachtet. Ein Vertreter dieser STATs, STAT3, reguliert
sowohl Proliferation als auch Differenzierung von Zellen. Da Krebs auch mit diesen beiden Prozessen assoziiert ist,
wurde besonders STAT3 als Onkogen beschrieben. STAT3 wird in zwei alternativ gespleißten Isoformen exprimiert,
STAT3α und die verkürzte Isoform STAT3β.
Das Ziel der vorliegenden Studie ist es, den Beitrag dieser beiden STAT3-Formen zur Leukämieentstehung zu
analysieren. Daher planen wir zu untersuchen, wie die Isoform STAT3β als Tumorsuppressor in akuter myeloischer Leukämie wirkt,
und ob so eine tumorsuppressive Funktion von STAT3β auch in anderen hämatopoetischen Erkrankungen wie
Myelodysplastisches Syndrom oder Multiples Myelom gefunden wird. Des Weiteren soll untersucht werden, ob die
Balance zwischen den beiden Isoformen dazu beitragen kann, den weiteren Krankheitsverlauf für
Patientenvorherzusagen. Es wird erwartet, dass die vorliegende Studie die Funktion und Rolle der kürzeren Isoform
STAT3β sowie die STAT3-abhängige Kontrolle von Leukozyten aufklärt.

Hintergrund

Hintergrund
Diabetes mellitus ist eine der vier wichtigsten nicht übertragbaren Krankheiten weltweit. Global litten im Jahr 2017 425
Millionen Erwachsene an Diabetes mellitus (7,2-11,3%). Die International Diabetes Federation geht von einer Zunahme
der Prävalenz von 48% bis 2045 aus. Typ 2 Diabetes, welcher die häufigste Form von Diabetes darstellt, wird
hauptsächlich bei über 40-Jährigen beobachtet. Diabetes kann zu schweren Langzeitkomplikationen sowie einer
geringeren Lebensqualität, schlechterer psychischer Gesundheit und einer verkürzten Lebenserwartung führen. Diese
gesundheitlichen Folgen verursachen erhebliche Gesundheitskosten. Aufgrund des chronischen Charakters von
Diabetes erfordert die Krankheit eine kontinuierliche Therapie, regelmäßige Arzttermine und eine gute Adhärenz. Daher
spielt Diabetes Self-Management Education (DSME) eine wichtige Rolle, um die Selbstmanagementfähigkeit der
PatientInnen zu erhöhen und die Therapie zu verbessern. Die aktuelle Literatur deutet darauf hin, dass die positiven
Ergebnisse der DSME schwer zu erhalten sind und bereits kurz nach der DSME rückläufig zu sein scheinen. Folglich
sind wirksame Strategien zur Erhaltung dieser positiven Auswirkungen erforderlich. Erste Ergebnisse zeigen, dass Peer
Support, daher die Unterstützung durch eine Person, die Erfahrung mit einem bestimmten Verhalten oder Stressor und
ähnliche Eigenschaften wie die Zielgruppe hat, mit besseren Resultaten im Hinblick auf HbA1c, kardiovaskulären
Erkrankungen oder Selbstwirksamkeit bei niedrigeren Kosten im Vergleich zur Standardtherapie assoziiert ist. Obwohl
diese Ergebnisse vielversprechend sind, steckt die Forschung zur Peer-Support in der Diabetesbehandlung noch in
den Kinderschuhen und der Einfluss verschiedener Faktoren ist unklar. Peer Support via Instant Messaging Services
(IMS) hat ein erhebliches Potenzial für Diabetes-Management, da Unterstützung einfach und schnell erbracht werden
kann, kostengünstig ist und mit weniger Aufwand für die PatientInnen verbunden ist. Darüber hinaus verwendet bereits
fast die Hälfte der 40-69-Jährigen, jene Altersgruppe die am meisten von Typ-2-Diabetes betroffen sind, IMS.
Ziel
Das Hauptziel des Projekts ist es, die Auswirkungen einer Peer Support IMS Intervention zusätzlich zu einer
Standarddiabetestherapie auf die glykämische Kontrolle von Typ-2-Diabetikern zu analysieren.
Methoden
Insgesamt werden 198 über-40-jährige PatientInnen mit Diabetes mellitus Typ 2 und versichert bei der
Versicherungsanstalt für Eisenbahnen und Bergbau mittels Randomisation in Interventions- oder Kontrollgruppe
zugeteilt. Beide Gruppen erhalten eine Standarddiabetestherapie, aber die Interventionsgruppe wird zusätzlich das
Peer Support IMS Tool verwenden. Die Intervention dauert sieben Monate, gefolgt von einem Follow-up von sieben
Monaten. Biochemische, verhaltensbezogene und psychosoziale Parameter werden vor, in der Mitte und nach der
Intervention sowie nach dem Follow-up gemessen.

Hintergrund

Ältere Menschen gelten als Risikogruppe der Covid-19-Pandemie und viele der aktuell getroffenen Maß-nahmen wie Social Distancing werden zum Schutz dieser Bevölkerungsgruppe getroffen. Gesellschaftspoli-tisch und wissenschaftlich höchst relevant ist die Frage, welche Auswirkungen Covid-19 auf die psychische Vulnerabilität, die sozialen Beziehungen und den Alltag der älteren Menschen hat. Wie verändern sich die familialen Generationenbeziehungen? Steigt bspw. das Gefühl der Einsamkeit bzw. durch welche (Schutz-) Faktoren (u.a. IKT) lässt sich dieses hintanhalten? Wie verändern sich das Einkaufsverhalten und die Frei-zeitgestaltung und gibt es Unterschiede nach sozialer Lage? Wie wird die Selbstwirksamkeit, dh. das Ge-fühl „Gebraucht-zu-Werden“ beeinflusst? Reagieren ältere Frauen anders als ältere Männer? In Beantwor-tung dieser Fragen kann durch die geplante Studie nicht nur der aktuelle Ist-Zustand älterer Menschen nachgezeichnet, sondern können in der Identifikation von Problembereichen und Risikogruppen Maßnah-men für zukünftige Ereignisse entwickelt werden.

Hintergrund

Vibrio cholerae ist ein natürlicher Bewohner von Gewässern und Erreger der Cholera. Die Cholera wird durch toxigene Stämme der Serogruppen O1 und O139 ausgelöst, nicht-toxigene Stämme (NTVC) können eine Vielzahl anderer Infektionen mit möglichem letalem Ausgang auslösen. Verursacht durch den Klimawandel kam es in den letzten 20 Jahren in Europa zu einem Anstieg von NTVC Infektionen. In Niederösterreich traten erstmals 2015 zwei extrem schwere Fälle (einer davon tödlich) auf, die mit Badeaktivitäten während einer extremen sommerlichen Hitzeperiode assoziiert waren. Bis dato sind die entscheidenden Faktoren, die das NTVC Vorkommen in Binnenbadegewässern steuern, nicht ausreichend bekannt. Diese Information und das Vorhandensein verlässlicher NTVC Bestimmungsmethoden sind Voraussetzung für Vorhersagemodelle und Frühwarnsysteme für NTVC. Neben Kultivierungsverfahren wurden molekularbiologische und zellbasierte Methoden entwickelt. Bisher hat sich die Kombination aus spezifischer Fluoreszenzmarkierung und Festphasenzytometrie als beste Methode erwiesen.
Dennoch kann in diesem Verfahren V.cholerae nicht von nahe verwandten Arten unterschieden werden, es ist äußerst aufwändig und teuer. In diesem Projekt wird deshalb ein Verfahren auf Basis alternativer Erkennungsmoleküle –APTAMERE– entwickelt. Aptamere sind kurze Oligonukleotide die ihre Zielmoleküle mit hoher Selektivität und Affinität binden. Sie wurden in vielen Anwendungen als Antikörpern gleichwertig dargestellt. Sobald ein Aptamer identifiziert ist, können sie zu geringen Kosten in unlimitierter Menge produziert werden. Bis dato aber gibt es keine Aptamere für V.cholerae.
Zwei Hauptziele sollen erreicht werden. Erstens sollen die V.cholerae Abundanzen in repräsentativen Badegewässern unter Berücksichtigung ökologischer, zeitlicher und räumlicher Gradienten umfassend dokumentiert und zweitens eine neue innovative Aptamer-basierte Methode für die verbesserte Quantifizierung von V.cholerae entwickelt werden.
Vorhersagemodelle für die Verbreitung von NTVC in Badegewässern sollen als Tool für Risikoabschätzungen entwickelt werden, sowie einfache Protokolle für die kultivierungsunabhängige Quantifizierung von V.cholerae. Dadurch wird das Projekt zu einer besseren Vorbeugung und Volksgesundheit hinsichtlich NTVC in Badegewässern und toxigenen V.cholerae in Wasserressourcen beitragen. Die generierten Aptamerprodukte, Anwendungen und das geistige Eigentum sollen über das Projekt hinaus in translationalen Folgeprojekten, spin-off Firmen oder der Vergabe an lokale Drittfirmen verwertet werden. Das Projekt trägt direkt zum prioritären Forschungsschwerpunkt “Intelligente Indikationssysteme und Diagnostik” innerhalb der jüngsten FTI Strategie für Niederösterreich bei. Nachhaltige Kollaboration zwischen den Projektpartnern innerhalb des Interuniversitären Kooperationszentrums Wasser & Gesundheit wird gestärkt. Das Projekt soll somit nachhaltig dem Land Niederösterreich auf mehreren Ebenen Nutzen bringen.

Hintergrund

Der Anstieg von Antibiotikaresistenzen (AMR) ist eine globale Bedrohung für die menschliche Gesundheit. Neben Krankenhäusern, in denen multiresistente Bakterien ein akutes Problem darstellen, gewinnt die Ausbreitung von mansch-assoziierten antibiotikaresistenten Bakterien (ARB) und Resistenzgenen (ARG) aus Kläranlagen in Flüssen zunehmend an Bedeutung, da Flusswasser für eine Vielzahl von Zwecken (Trinkwassergewinnung, Erholung, Bewässerung) genutzt wird. Obwohl in den letzten Jahren viele Studien veröffentlicht wurden, die das Vorhandensein von mensch-assoziierten ARB
und ARG in Flüssen belegen, existiert kein umfassendes quantitatives Konzept, das die Verteilungsmuster und Einflussfaktoren von human-assoziierten ARB und ARG beschreibt und erklärt. Für dieses Projekt wurde ein neues quantitatives Konzept entwickelt, um die Verteilungsmuster, Ausbreitungswege und Einflussfaktoren von mensch-assoziierten ARB und ARG entlang von vier Flüssen in Niederösterreich zu untersuchen, die Gradienten in Flussgröße, Landnutzung, Fäkalienbelastung, Krankenhausabwasser und möglichen Ko-Selektionsfaktoren wie Schwermetalle aufweisen. Zwei Hypothesen sollen getestet werden: (1) Im Wasser sind mensch -assoziierte ARB- und ARG-Abundanzen an das Ausmaß der Fäkalbelastung und an den Abwassereintrag aus Krankenhäusern gekoppelt. (2) In Biofilmen können die mensch-assoziierten ARB- und ARG-Abundanzen vom Ausmaß der Fäkalbelastung und Krankenhausabwässer entkoppelt sein. Unter dem Einfluss spezifischer ökologischer Selektionsfaktoren (Schwermetalle) tritt eine Amplifikation von ARB und ARG auf. Das neue Konzept basiert auf der Quantifizierung von human-assoziierten ARB und ARG in spezifischen Bakterien, die in Wasser und Biofilmen durch einen kombinierten kultur- und DNA-basierten Ansatz bestimmt werden. Diese Informationen werden mit quantitativen Daten über das Ausmaß und die Quellen der Fäkalbelastung sowie mit einer umfassenden Erfassung der Umweltbedingungen verknüpft. Diese Studie wird neue Ideen zum Verständnis und Management der mikrobiellen Wasserqualität und AMR in Flüssen stimulieren. Auf globaler Ebene adressiert das Projekt direkt die grundlegenden Anforderungen der Forschungsagenda, die im WHO-Aktionsplan für Wasser, Abwasser und AMR festgelegt ist. Auf europäischer Ebene adressiert es direkt den konkreten Maßnahmenplan zur Schließung von Wissenslücken über AMR im Rahmen des neuen EU AMR-Aktionsplans. Auf lokaler Ebene leistet sie einen direkten Beitrag zum priorisierten Forschungsbereich "Organische Spurenstoffe" im Rahmen des Themas "Wasser" der aktuellen FTI-Strategie für Niederösterreich. Nachhaltige Kooperationen zwischen den Projektpartnern am Interuniversitären Kooperationszentrum Water & Health an der KL Krems, am IFA Tulln der Universität für Bodenkultur, Wien und an der Medizinischen Universität Graz werden gefördert. Damit leistet das Projekt einen nachhaltigen Beitrag zum Wohle Niederösterreichs und darüber hinaus.

Hintergrund

Eine Behandlung nach vorderer Kreuzband(VKB)-rekonstruktion ist notwendig, um früh wieder mit Sport beginnen zu können, sowie Langzeitschäden vorzubeugen. Die empfohlene Anzahl postoperativer Physiotherapieeinheiten ist unklar, vor allem weil Studien gute klinische Ergebnisse trotz geringerer physiotherapeutischer Betreuung (Heimübungsprogramme) zeigten. Das Gangbild spielt eine wesentliche Rolle im Rehabilitationsprozess. Aus diesem Grund und weil eine 3D-Ganganalyse teuer ist, werden für den klinischen Einsatz leistbare und leicht anwendbare Geräte benötigt. Tragbare Systeme wie die IMUs (Inertial Measurement Unit) werden bereits für klinische Untersuchungen verwendet. Dennoch gibt es nur wenige angemessene Methoden und Scores für ganganalytische Untersuchungen nach VKB-Rekonstruktion. Die aktuelle Studie konzentriert sich auf ganganalytische Betrachtungen der frühen Rehabilitation nach vorderer Kreuzbandrekonstruktion. Für diesen Zweck wird ein spezifischer VKB-Rehabilitationsscore entwickelt, welcher mehrere Gangaspekte sowie klinische Parameter berücksichtigt. Die Qualität des auf IMU-Daten-basierenden Scores wird mittels einem 3D Ganganalysesystem evaluiert. Basierend auf diesem entwickelten Score wird das Ergebnis von unterschiedlichen Rehabilitationsprogrammen (Heimübungen versus standardisierte Therapie) geprüft. Zu diesem Zweck wird eine klinische Studie durchgeführt. Zwei Patientengruppen mit unterschiedlichem
postoperativem Behandlungsansatz nach VKB-Rekonstruktion werden gebildet. Die Ganganalysen sind in den postoperativen Wochen 6-7, 8-10 und 12-13 angesetzt, wobei hierfür einerseits ein einfaches IMU-basiertes System (G-Walk) und andererseits ein 3D-Ganganalysesystem für Validierungszwecke verwendet wird. Ein neuer VKB-Rehabilitationsscore wird entwickelt, welcher klinische Parameter (u.a. Bewegungsausmaß, IKDC, Lysholm), Standardparameter der Ganganalyse (Kinematik, Kinetik, räumlich-zeitliche Parameter), sowie auch komplexere Parameter wie Komplexität, Regelmäßigkeit oder lokale Stabilität berücksichtigt. Statistische Analysen werden durchgeführt, um den Einfluss der Rehabilitationsprogramme sowie die Eignung des IMU-basierten Scores gegenüber der 3D Ganganalysedaten zu überprüfen.

Hintergrund

Allergische Erkrankungen stellen eine große klinische Belastung in Niederösterreich und weltweit dar. Lebensmittelallergien im Besonderen sind eine steigende Ursache von Morbidität und können bis hin zu lebensbedrohlichem anaphylaktischen Schock führen. 4-8% der Kinder unter 4 Jahren machen derartige IgE-vermittelte Überempfindlichkeitsreaktionen durch, wobei Erdnuss-Allergene die häufigsten Auslöser sind.
Im Zuge dieses Projekts planen wir, die zelluläre Organisation des humanen Immunsystems zu beleuchten. In unserem interdisziplinären Konsortium stellt die Gruppe von Dr. Danzl am IST Austria modernste Mikroskopieverfahren und Dr. Boyd (Stanford) immunologische Expertise zur Verfügung, während unsere klinischen Partner Dr. Maieron und Dr.
Sprinzl (St. Pölten) optimal präservierte Patientenproben zur Verfügung stellen und die Verbindung zur klinischen Anwendung herstellen.
Wir werden moderne optische Mikroskopieverfahren adaptieren, um das Transkriptionsprofil auf Einzelzellebene im nativen Gewebekontext zu analysieren. Hierdurch werden wir unterschiedliche Zelltypen, ihre Aktivierungszustände und im Besonderen ihre Lagebeziehungen und Interaktionen darstellen können. Dies erlaubt die Charakterisierung zellulärer Mikroumgebungen und spezifischer „Gewebenischen“, basierend auf der gleichzeitigen Analyse von hunderten bis tausenden verschiedener mRNAs durch multiplex RNA Fluoreszenz-in-situ-Hybridisierung. Weiters werden wir eine Methodik etablieren, um Dutzende verschiedener Proteine gleichzeitig abzubilden, um ebenfalls die räumlichen Lagebeziehungen von Immun- und sonstigen Gewebszellen zu erschließen.
Anfangs werden bekannte Organisationsprinzipien von lymphatischem Gewebe in Tonsillen und Peyer-Plaques rekapituliert, um in weiterer Folge durch multiplex Bildgebung neue Information zu noch unbekannten,
Zelltyp-spezifischen „Interaktomen“ und Gewebenischen zu gewinnen.
Analyse der Mikroumgebung von Lymphozyten und Effektorzellen des Mukosa-assoziierten Immunsystems im Gastrointestinal (GI)-Trakt wird es erlauben, spezifische Unterschiede in der Mikroumgebung von IgE-produzierenden B-zellen und jenen, die andere, potentiell protektive Isotypen wie z.B. IgA oder IgG4 exprimieren, zu charakterisieren. Wir werden unsere Analysemethoden in einer Stanford-basierten klinischen Studie zu Erdnussallergie anwenden. Wir gehen davon aus, dass neben der Zahl und Lage von spezifischen Isotyp-produzierenden B-Zellen in allergischen Patienten auch deren Mikroumgebung als wesentlicher Treiber des Krankheitsgeschehens wirkt. Durch multiplex Einzelzellanalysen von GI-Biopsien, die vor und nach oraler Immunotherapie am selben Patienten entnommen wurden, werden wir die spezifischen Veränderungen der Gewebsmikroarchitektur evaluieren. Durch Auswertung des Therapieansprechens planen wir, multi-Parameter Biopsie-Biomarker als Grundlage für personalisierte Immuntherapie zu definieren.

Hintergrund

Knochen ist ein faszinierendes, lebendiges und intelligentes tragendes Gewebe. Es unterstützt den Körper, erleichtert die Fortbewegung und schützt die inneren Organe. Das Verständnis der mechanischen Eigenschaften des Knochens hilft bei der Entwicklung von Behandlungen und klinischen Anwendungen, die sich für komplexere und personalisierte Lösungen eignen.
Biologische Gewebe sind im Allgemeinen inhomogen und anisotrop. Um das mechanische Verhalten biologischer Gewebe zu verstehen, ist eine vollständige Beschreibung dieses Verhaltens über die gesamte Geometrie und Form der Probe erforderlich. Die mechanischen Eigenschaften von Knochen und Weichteilen wurden mit verschiedenen Ansätzen, wie In-vitro-Experimenten und numerischen Modellen, umfassend untersucht. Dehnungsmessstreifen (DMS) gelten aufgrund ihrer hohen Genauigkeit als Goldstandard für Dehnungsmessungen an der Knochenoberfläche. Messungen mit den SGs erlauben jedoch nur die Bewertung diskreter Punkte und liefern keine Verteilung der Vollfeldspannung auf der Oberfläche der Probe. Darüber hinaus erfordern SGs eine detaillierte Oberflächenvorbereitung. Eine schlechte Vorbereitung kann zu äußerst ungenauen Ergebnissen führen. Transducer und Extensometer wurden ebenfalls verwendet, um die globale Dehnung im Knochen zu messen. Alle drei früheren Dehnungsmessverfahren bewirken eine Störung der Ergebnisse aufgrund ihres Beitrags zur Tragfähigkeit und führen zu einer systematischen Unterschätzung der tatsächlichen Dehnungsverteilung.
In den letzten Jahren ermöglichten optische Messverfahren, die auf digitaler Bildkorrelation (DIC) und Rechenleistung basieren, die berührungslose Messung ganzer Oberflächen. Damit überwinden sie die Begrenzung der Kontaktierung der Oberfläche und die Verfügbarkeit einzelner Messpunkte.
Die DIC hängt von der Verfolgung der Verschiebung der erkannten Merkmale (Flecken) auf der Probenoberfläche ab. DIC verfolgt die Verschiebung zwischen verformten und unverformten digitalen Bildern der Oberfläche. Basierend auf den digitalen Bildern wird eine Vollfeld-Verschiebungskarte berechnet, aus der eine Vollfeld-Belastungskarte abgeleitet wird. Die Genauigkeit der DIC hängt von der Qualität der Flecken, den Messbedingungen (Größe und Verteilung von Licht und Flecken) sowie von verschiedener Software (Facetten- und Rastergröße) ab und Hardware-Parameter (Optik und Kameraauflösung), die optimiert werden müssen. Trotz der vielseitigen Vorteile des DIC-Ansatzes bei der Ermittlung von Vollfeld-Dehnungsmessungen an der interessierenden Oberfläche wurde die DIC für Messungen an biologischen Proben und insbesondere an Knochen noch nicht vollständig ausgenutzt.
Die Ziele dieser Studie sind: (i) eingehende Untersuchung der Genauigkeit und Präzision des DIC-Verfahrens auf der Grundlage standardisierter metallischer und polymerer Proben unter Nulllast durch Auswertung der Größe und Verteilung des Fleckenmusters, (ii) Validierung der Genauigkeit und Präzision von DIC DIC-Messsystem gegen einen präzisen Extensometer; (iii) die Verteilung der 3D-Vollfeldspannung auf der Oberfläche von biologischem Gewebe wie Knochen- und Sehnenproben bewerten; (iv) praktische Leitlinien zur Verfügung stellen, wie die Vorteile der DIC-Anwendung zur Messung von Belastungsfeldern an biologischem Hart- und Weichgewebe genutzt werden können.

Hintergrund

Komplexe Knochenbrüche müssen oft unfallchirurgisch versorgt werden. Die einzelnen Knochenfragmente werden dabei mittels Implantaten (Platten oder Stäbe) fixiert, um den Bruch zu stabilisieren. Die Verankerung der Implantate erfolgt unter anderem mit Knochenschrauben. Leider können sich diese Schrauben lösen oder ausbrechen, wenn der Patient den verletzten Knochen zu stark belastet oder seine Knochenqualität – und dadurch die Verankerung - unzureichend ist. Das Implantat muss dann in einer neuerlichen Operation ausgetauscht werden. Dies stellt für den Patienten aber auch für das Gesundheitssystem eine erhebliche und vor allem zusätzliche Belastung dar. In diesem Projekt soll ein computer-basierendes Schrauben-Versagenskriterium entwickelt werden, mit Hilfe dessen man vorhersagen kann, ob eine bestimmte Schraube in einem bestimmten Patienten den Belastungen standhalten wird oder nicht. Zur Entwicklung dieses Versagenskriteriums, werden eine große Anzahl an Knochenproben mit implantierten Knochenschrauben untersucht. Diese Knochen-Schrauben-Einheiten werden mittels CT gescannt und der Schraubenkopf wird in einer mechanischen Prüfmaschine in unterschiedlichste Richtungen belastet. Die Versagenslasten aller Proben werden dann in Beziehung zur jeweiligen Knochenmorphologie (Dichte, Architektur) in der Umgebung der Schraube gesetzt, die man aus den CT Bildern erhält. Als Resultat bekommt man einen mathematischen Zusammenhang, welcher für eine bestimmte Knochenstruktur und Lastrichtung die Versagenslast dieser Schraube angibt. Als Schraubenmaterial wird Standardtitan sowie ein neuartiges biodegradierbares Magnesium verwendet, das sich im menschlichen Körper auflösen kann. Damit wäre der normalerweise durchgeführte operative Eingriff nach erfolgter Knochenheilung zur Entfernung des Implantats obsolet. Um dieses vielversprechende Material einem klinischen Einsatz näherzubringen und um Know-How zu gewinnen, werden die Magnesiumschrauben kontrolliert degradiert und ihre Versagenslasten jenen von normalen Titanschrauben gegenübergestellt.

Hintergrund

Erhebung der fäkalen Eintragssituation für die niederösterreichische Donau:
In den vergangenen Monaten wurden in diversen Medien und in der Bevölkerung mehrmals Vermutungen geäußert, dass die Donauschifffahrt zu einer signifikanten fäkalen Belastung der Donau führen würde. Zur fäkalen Belastung liegen derzeit jedoch keine aktuellen und gesicherten Datenserien über einen repräsentativen Zeitraum vor. Das Untersuchungskonzept beruht auf der räumlich-zeitlich hochaufgelösten Analyse von Fäkalindikatorbakterien (FIB) für den NÖ Abschnitt der Donau, sowie einer ersten Abschätzung der FIB Emissionspotenziale für die Donauschifffahrt mit einem Vergleich zu kommunalen Eintragsquellen. Darüber hinausgehend wird eine chemo-physikalische Grundcharakterisierung der Wasserqualität und eine genetische Analyse zur Herkunftsbestimmung fäkaler Einträge an ausgewählten Punkten vorgenommen. Entlang der niederösterreichischen Donau werden dabei 11 ausgewählte Transekte (Querprofile) im Jahresverlauf charakterisiert und engmaschige Zeitserien an neuralgischen Donaustellen mittels automatisierter Probennahmen erhoben. Um eine Abschätzung des Verschmutzungspotenzials von Donauschiffen zu unterstützen, werden Schiffsabwässer auch mikrobiologisch und chemisch näher untersucht. Dabei finden alle gängigen Schiffs- bzw. Abwassertypen Berücksichtigung. Die Untersuchung wird in enger Kooperation zwischen dem Land NÖ, Gruppe Wasser und der Karl Landsteiner Privatuniversität für Gesundheitswissenschaften, Fachbereich Wasserqualität und Gesundheit, mit Unterstützung der ICC Water & Health als Partnerin, durchgeführt.

Hintergrund

Tagebücher sind allseits bekannt. Sie dienen uns um unsere täglichen Erlebnisse in unseren eigenen Worten festzuhalten und beziehen sich üblicherweise auf das am selben Tag erlebte. Tagebücher werden aber auch in der Wissenschaft eingesetzt wo Versuchspersonen ihre Erlebnisse in meist strukturierter Form (geschlossene Fragen) zu einem bestimmten Thema (z.B. Wohlbefinden) systematisch erfassen. Dabei besteht nicht nur die Möglichkeit am Ende des Tages diese Fragen zu beantworten, sondern im Prinzip zu jedem beliebigen Zeitpunkt über den Tag verteilt (sogenanntes Event- bzw. Zeit-basiertes sampling). Früher wurden diese wissenschaftlichen Tagebücher in gedruckter Form verwendet, jedoch durch den technischen Fortschritt gibt es diese mittlerweile auch digital, zum Beispiel in der Form von Persönlichen Digitalen Assistenten (sogenannte PDAs) oder Smartphones. Eine noch neuere Entwicklung scheint dabei durchaus weiteres Potential für den Einsatz in der Tagebuchforschung zu haben – die Wearables. Wearables werden momentan fast ausschließlich im Sportbereich verwendet wo sie Pulsfrequenz und Blutdruck messen, die Anzahl der Schritte zählen, oder die exakte Position via GPS bestimmen. Doch auch in der Wissenschaft wäre das Potential groß, Wearables für Datenerhebungszwecke bei Tagebuchstudien zu verwenden. Diese hätten den großen Vorteil, dass sie unscheinbar sind (wichtig bei der direkten Messung heikler Themen), kaum im Alltag stören (wichtig, wenn mehrmals am Tag gemessen werden soll/muss), und theoretisch autonom agieren können (d.h. unabhängig von Smartphones und Internet). Ziel des vorliegenden Projektes ist es, eine open-source Softwarelösung für wissenschaftliche Erhebungen zu entwickeln, welche leicht adaptierbar ist (um weitere Sensoren, Buttons, usw.), autonom funktioniert, einen geringen Stromverbrauch hat, und Daten lokal speichern kann aufbauend auf einem kostengünstigen, frei erhältlichen Development Board.

Hintergrund

In Österreich sind in den letzten Jahren eine Reihe von lokalen und überregionalen Berichten im Sinne von Überblicken über gesundheitsbezogene Daten vorgelegt worden. Die Mehrzahl dieser Berichte und Studien beruhen auf der Auswertung von bereits vorliegenden Daten, die entweder von der amtlichen Statistik oder von Einrichtungen stammen, die direkt oder indirekt am medizinischen Geschehen beteiligt sind.
Was jedoch bislang nahezu vollständig fehlt, sind differenzierte Daten und Forschungsergebnisse zur gesundheitlichen Situation älterer Menschen aus gerontologischer Perspektive, die regionale Gegebenheiten berücksichtigen. Das Forschungsprojekt „Healthy Ageing in Niederösterreich“ betritt dieses Neuland mit dem Anspruch, empirische Daten zur gesundheitlichen Situation der über 60-jährigen Niederösterreicherinnen und Niederösterreicher mit gerontologischen Erkenntnissen zu verknüpfen. Unter anderem werden Lebensgewohnheiten mit besonderer Relevanz für die Gesundheit, Einstellungen und Motivationen hinsichtlich Erhaltung bzw. Wiedererlangung von Gesundheit oder die Nutzung von Gesundheitseinrichtungen und unterstützende Maßnahmen behandelt.

Hintergrund

Pseudomonas aeruginosa stellt als bakterieller Krankheitserreger ein hohes Gesundheitsrisiko dar. Daher sind die rasche Erkennung und die weitere Identifizierung wichtige Ziele in der Medizin, Lebensmittelindustrie und Trinkwasserhygiene, um die öffentliche Gesundheit und Sicherheit zu gewährleisten. P. aeruginosa ist ein weitverbreitetes Boden- und Wasserbakterium und gilt als bedeutender Krankenhauskeim. Infektionen mit P. aeruginosa sind weltweit eine häufige Ursache für Morbidität und Mortalität. Derzeitige Verfahren zum Nachweis beruhen oft auf klassischer Kultivierung, mikroskopischen und biochemischen Analysen, sowie vermehrt kommen auch molekulare Methoden zum Einsatz. Jedoch sind alle diese Verfahren oft zeitaufwendig, teuer, erfordern eine spezielle Ausrüstung und geschultes Personal. In dem geplanten NFB-Projekt soll eine elektrochemische Methodik für einen Pseudomonas-Detektor entwickelt werden. Dieser Biosensor kann als „Vortester“ die Erkennung von P. aeruginosa erleichtern und als ein Frühwarnsystem die gesamte Diagnostik dieses bakteriellen Krankheitserregers beschleunigen. Bei der Kultivierung des Bakteriums auf Cetrimid-Agar führt die Freisetzung von Pyocyanin, einem blaugrünen Sekundärmetabolit, der spezifisch von P. aeruginosa produziert wird, zu einer Färbung der Kolonien. Pyocyanin besitzt aber auch redox-aktive Eigenschaften und kann dadurch für einen spezifischen, elektrochemischen Nachweis dieser Bakterien herangezogen werden. Die elektroaktiven Eigenschaften von Pyocyanin können mit unterschiedlichen voltametrischen bzw. amperometrischen Methoden, wie z.B. zyklischer Voltametrie, untersucht werden.

Hintergrund

Hintergrund:
Eisen ist ein wichtiges Spurenelement, das von allen Zellen benötigt wird, im Überschuss jedoch toxisch ist. Die Eisendefizienz ist die weltweit häufigste Form einer Mikronährstoffdefizienz. Am häufigsten sind Frühgeborene und schwangere Frauen von dieser betroffen. Während der Schwangerschaft fungiert die Plazenta als Schnittstelle des Nährstoffaustausches zwischen Mutter und Kind. Obwohl der Eisenmetabolismus in Säugetieren generell sehr gut charakterisiert ist, ist erstaunlich wenig über den plazentaren Eisenmetabolismus bekannt.
Ziele:
Inspiriert von den zahlreichen Wissenlücken zum humanen plazentaren Eisenmetabolismus und unseren bisherigen Arbeiten an der humanen Plazenta planen wir folgendes zu untersuchen:
1) Den Eisenmetabolismus- und transport in der humanen Plazenta und in adäquaten Zellmodellen
2) Den Eisenstatus von gesunden Mutter-Kind-Paaren in Bezug auf die plazentare Expression von Proteinen, welche in den Eisenmetabolismus involviert sind bzw. auf den Eisenstatus der Plazenta.
Methoden:
In dieser Studie, die auf 105 gesunden, nicht-anämischen Mutter-Kind-Paaren basiert, wird der Eisenstatus von Frühgeborenen und Reifgeborenen im Vergleich zur plazentaren Protein-Expression, -Funktion und –Lokalisation erforscht. In vitro Experimente werden mit Zellen der humanen Plazenta (primäre Trophoblasten, Hofbauerzellen und plazentare Endothelzellen, als auch den Zelllinien BeWo und HUVEC) durchgeführt um die Beteiligung von TFR1, FPN1, ZIP8 und weiteren (noch auszuwählenden) Kandidatenproteinen am Eisenmetabolismus und –transport in der humanen Plazenta zu erforschen bzw. zu bestätigen.
Neuheit:
Die vorgestellte Studie ist die erste, die den Eisenstatus von Mutter-Kind-Paaren mit umfassender Grundlagenforschung (Protein-Expression, -Funktion und –Lokalisation) zur humanen Plazenta kombiniert. Erstmals werden Kandidatenproteine, die maßgeblich in den plazentalen Eisenmetabolismus- und transport involviert sind, zusammen untersucht. Diese Studie basiert auf einer vergleichsweise großen Anzahl an Mutter-Kind-Paaren. Mit der vorgestellten Studie planen wir neue Erkenntnisse zum plazentaren Eisen-Metabolismus und -Transfer zu erhalten. Wir erwarten einen langfristigen Nutzen von diesem innovativen Ansatz, der uns auf lange Sicht ermöglichen wird, die Therapie der Eisendefizienz in schwangeren Frauen sowie in Frühgeborenen zu optimieren.

Hintergrund

Als 2005 während archäologischer Ausgrabungen an der Fundstelle Krems Wachtberg eine mehr als 30000 Jahre alte Doppelbestattung zweier Neugeborener entdeckt wurde, erregte dies in der Öffentlichkeit sowie in internationalen Wissenschaftskreisen große Aufmerksamkeit. Weltweit betrachtet sind Funde von Jugendlichen und Kindern früher moderner Menschen äußerst selten. Die rituell angelegte Bestattung wurde nach ihrer Entdeckung und Freilegung als Block geborgen und sorgfältig gelagert, um den hervorragenden Erhaltungszustand des Befundes zu bewahren. 2015 wurde dieser Block dann im Labor schichtweise abgetragen, wobei jeder Arbeitsschritt nach neuestem Stand der Technik dokumentiert wurde.
Digitalisierung ist nunmehr Methode der Wahl für die Analyse, Rekonstruktion und bildliche Darstellung derartiger Funde. Die hochauflösende Mikro-Computertomographie ist derzeit die einzige Möglichkeit für die Erstellung einer digitale Kopie und Visualisierung der menschlichen Überreste. Damit wird sowohl die 3D Rekonstruktion der Oberfläche als auch der inneren Mikrostruktur ermöglicht, macht also „das Unsichtbare sichtbar“. Eine entsprechende Ausstattung wird 2018 die Abteilung für Biomechanik der KL als Teil der Core Facility am Campus Krems erhalten. Damit werden die derzeitigen Grenzen der Analytik überwunden und eine Digitalisierung der Funde für künftige Untersuchungen ermöglicht. Unter Einbeziehung der Laserscandaten der Ausgrabung kann der gesamte Befund rekonstruiert werden. Abgesehen von dieser dreidimensionalen Rekonstruktion wird es möglich sein, sowohl die „chaîne operatoire“ der Aktivitäten im Zuge des Bestattungsvorganges, als auch der postsedimentären Verlagerungsvorgänge (4D = räumliche Entwicklung in der Zeit) darzustellen. Neben der Rekonstruktion der Bestattung ist die zeitgemäße Dokumentation und Archivierung der Daten äußerst
wichtig für die zukünftige Forschung. Daher ist eines der Hauptziele dieses Pilotprojekts, einen Kriterienkatalog für ein langfristiges open-source Datenarchiv zu erstellen, das die Daten der Ausgrabung und der Grabungsfunde Wissenschaftlern aller Fachrichtungen nach neuesten wissenschaftlichen Kriterien zugänglich macht. Die Digitalisierung der Krems-Wachtberg Doppelbestattung ist in all ihren Gesichtspunkten herausfordernd und benötigt daher Experten aus verschiedenen Bereichen, um mit den unterschiedlichen Aspekten umzugehen, die einer solch spektakulären Entdeckung innewohnen. Nunmehr ist es möglich, diesen herausragenden Befund unter der Führung niederösterreichischer Forschungseinrichtungen zu untersuchen. Als eines der Hauptziele wird das Projekt zu einer weiteren Professionalisierung im Sammlungsmanagement und der Museologie – einem der Felder der
niederösterreichischen FTI Strategie – beitragen. Das Projekt wird die Wahrnehmung des kulturellen Erbes von Niederösterreich deutlich steigern und dazu die neuesten technischen Entwicklungen wissenschaftlicher Forschung auf internationalem Niveau nutzen.

Hintergrund

Dieses Projekt wird aus Mitteln des Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) kofinanziert. Nähere Informationen zu IWB/EFRE finden Sie auf www.efre.gv.at
Microenvironment-induced signaling pathways regulate the activity of numerous transcription factors (TFs). Approaches to target TFs are among the most promising novel anticancer strategies with a potentially high therapeutic index. Our recent data indicated a key role for the AP-1 family member JunB in MM pathogenesis (Fan et al., Leukemia 2017). In continuation of these findings, the proposed project aims to further define JunB as a novel therapeutic target in MM, and to thereby set the pace for the development of direct or indirect JunB inhibitors in order to further improve patient outcome.

Hintergrund

Seltene Erden werden in elektronischen Geräten wie Handys, Computern oder Energiesparlampen eingesetzt. Deren Verfügbarkeit ist aber beschränkt und es gibt keine umweltfreundlichen Recyclingmethoden. Die aufwändige und teure Gewinnung, wie auch das knappe Angebot dieser Rohstoffe auf dem Weltmarkt lässt die Preise von seltenen Erden kontinuierlich wachsen. Durch den stetigen technischen Fortschritt ist es heute bereits abzusehen, dass sich die Versorgungslage von Seltenen Erden als kritisch erweisen wird und dadurch der Ausbau von Zukunftstechnologien gefährdet sein kann.

Dieser Entwicklung wollen die Projektpartner mit einer neuen Technologie begegnen. Hierfür wird eine noch nie eingesetzte Variante verwendet, das Recycling durch Mikroorganismen (Bakterien und Algen). Ziel des internationalen Konsortiums von Projektpartnern ist es gemeinsam mit der regionalen Industrie eine anwendbare Recycling-Technologie zu entwickeln, die Seltene Erden aus Elektronikschrott rückgewinnen kann und diese Technologie anschließend für die Wirtschaft nutzbar zu machen. Das Konsortium steht in ständigem Austausch mit den strategischen Partnern, wodurch garantiert werden kann, dass der Market-Need und die technologischen Möglichkeiten der Wirtschaft in der Entwicklung berücksichtigt werden.

Hintergrund

Patient_innen, die häufig und in verschiedenen Versorgungseinrichtungen behandelt werden, v.a. auch aufgrund wiederholter Behandlungsabbrüche belasten die Versorgungsstrukturen. Die Ursachen für die wiederholten Behandlungsabbrüche und infolge Wiederaufnahmen, sowie die mangelnde Reintegration sind nicht hinreichend bekannt. Es ist daher von großer Bedeutung zu untersuchen welche Faktoren den Therapieerfolg beeinflussen und insbesondere welche Patient_innenmerkmale mit potentiellen Wiederaufnahmen assoziiert sind und in der sozialen Reintegration eine Rolle spielen. Dieses Projekt untersucht den Nutzen von gestufter Versorgung von Patient_innen mit speziellem Nachbetreuungsbedarf. Das Ziel ist die Optimierung der gestuften Versorgung und Reduktion der Drehtürpsychiatrie. Es werden grundlegende Erkenntnisse zum Nutzen der Patient_innen mit speziellem Nachbetreuungsbedarf gewonnen, die zur Entlassung des Versorgungssystems beitragen.
Fragestellungen:
1. Gibt es unter psychiatrischen Patient_innen mit Sucht/Abhängigkeitserkrankungen (F1) oder Persönlichkeitsstörungen (F6) Subgruppen von Patient_innen mit vs. ohne fundamentale soziale und kognitive Denkfunktionsstörungen.
2. Unterscheiden sich die Subgruppen von psychiatrischen Patient_innen mit vs. ohne fundamentale soziale und kognitive Denkfunktionsstörungen hinsichtlich der Behandlungsergebnisse, Anzahl von Aufnahmen bzw. Wiederaufnahmen und kumulativen Aufenthaltsdauer, und sozialer und beruflicher Reintegration.

Hintergrund

Das Land Niederösterreich hat vor mehr als 20 Jahren entschieden, in regelmäßigen Abständen wissenschaftlich fundierte Bedarfs- und Entwicklungsprognosen für das Älterwerden in Niederösterreich in Auftrag zu geben. Diese Prognosen werden unter dem Titel Altersalmanach publiziert und stehen den Akteur_innen im Pflege-, Betreuungs- und Sozialbereich zur Verfügung.
Am 29.06.2017 stimmte der österreichische Nationalrat für die Abschaffung des Pflegeregresses, demnach den Bundesländern ab 1. Jänner 2018 untersagt wurde, Ersatzansprüche gegenüber Bewohnerinnen und Bewohnern von Pflegeheimen bzw. deren Angehörigen geltend zu machen (§330a und §707a ASVG). Der letzte Altersalmanach wurde 2016 fertiggestellt und diese Entwicklungen wurden noch nicht berücksichtigt. Der Altersalmanach 2018 soll eine eine Neuauflage des Altersalmanachs und die Evaluierung des Altersalmanachs 2016 vor dem Hintergrund des Entfalls des Vermögensregresses bei stationärer Pflege beinhalten.
Die Evaluierung des Entfalls des Vermögensregresses ist deshalb unerlässlich, weil es sich bei der angeführten Maßnahme um eine tiefgreifende Veränderung handelt, die als folgenreich sowohl für die stationäre Pflege als auch andere Pflegeformen eingestuft wird. Der Wegfall des Vermögensregresses führt zu einem weitgehenden Entfall der Selbstzahler_innen in der Langzeitpflege. Es gilt zu prüfen, ob und welche Auswirkungen der Entfall des Vermögensregresses auf die Nachfrage nach Plätzen in der stationären Langzeitpflege, die Informelle Pflege, die 24 –Stunden-Betreuung und die mobilen Dienste hat.
Die Herausforderung für diese Prognosen besteht darin,– trotz der kurzen Wirkungsphase der Abschaffung des Vermögensregresses – fundierte Daten zu erheben und zu prognostizieren.

Hintergrund

Der 3D Druck hält Einzug in die Medizin und kann auf verschiedene Arten unterstützen. Neben pass-genauen Implantaten und Orthesen kann der 3D Druck in der Operationsvorbereitung eingesetzt werden um ein besseres Verständnis über die geplante Operation zu erlangen. Zunehmend gewinnt dabei das Drucken von Organen an Bedeutung. In diesem Forschungsprojekt sollen mit Hilfe des Polyjet Verfahrens Materialen gedruckt werden welche realen biologischen Geweben von der Haptik aber auch hinsichtlich des biomechanischen Verhaltens möglichst nahe kommen. Die so entwickelte Drucktechnologie ermöglicht die Herstellung von patientenspezifischen Organmodellen basierend auf CT und MRT Daten, die zur präoperativen Planung vor komplizierten Eingriffen herangezogen werden können. Weiters können für die Weiterentwicklung von Operationstechniken und Implantanten mechanisch äquivalente Organe oder Prüfkörper hergestellt werden, die den Einsatz von Körperspenden für diese Belange verzichtbar machen. Die gedruckten Organe sind standardisierbar und weisen keine unerwünschte Variabilität auf, wie es bei Körperspenden der Fall ist.

Hintergrund

Jahrzehntelang wurden sprichwörtlich alle kultivierbaren Mikroorganismen in pharmazeutischen Hochdurchsatz Screens auf Bioaktivität hin untersucht. Diese Programme wurden beendet als sich abzeichnete, dass die Rate der entdeckten aber bereits bekannten Stoffe stetig zunahm. Daraufhin wurden Mikroorganismen als Hauptquelle für bioaktive Stoffe verdrängt. Erst durch die großangelegten Sequenzierprogramme der letzten Jahre konnte gezeigt werden, dass eine größere Diversität mikrobieller Metaboliten exsistiert als bis dato angenommen. Diese Erkenntnis hat das Interesse an „kryptischen“ Metaboliten als Quelle neuer benötigter bioaktiver Stoffe im Kampf gegen zunehmende Resistenz gegen Antibiotika wieder geweckt. Ein vielversprechender Ansatz, die Produktion dieser „kryptischen“ Metabolite zu induzieren, ist co-Kultivierung von kompetierenden Mikroorganismen. Hier eignen sich zum Beispiel Bakterien und Pilze, die bekannt dafür für die Produktion von hoch wirksamen bioaktiven Stoffen sind. In einer voran gegangenen Studie konnten wir zeigen, dass kleine chemische Effektoren geeignet sind, reprimierte Metabolie in Pilzen entweder zu induzieren oder geringe Produktion zu steigern, wodurch die Chance steigt diese Stoffe zu entdecken. Außerdem wurde gezeigt, dass die Produktion von Metabolien in Pilzen stark von biotrophen Einflüssen abhängig ist. Deshalb schlagen wir einen innovativen Hochdurchsatz Ansatz vor, in dem co-Kultivierung von Bakterien und Pilzen mit kleinen chemischen Effektoren kombiniert und diese unter diveresen biotrophen Einflüssen inkubiert werden sollen. Wir werden einen Hochdurchsatzprozessetablieren, in dem 144 Bakterien mit 32 Pilzen co-Kultiviert werden, welche wiederum mit 4 kleinen chemischen Effektoren behandelt wurden und unter 4 biotrophen Bedingungen angezüchtet werden. Die so entstandenen 73728 Kulturextrakte werden auf ihre Fähigkeit hin, antimikrobielle Resistenz zu bekämpfen hin untersucht. Dabei werden wir einen direkten Ansatz durchführen in dem wir nach neuen Antibiotika Stoffen „screenen“, die nicht durch in Niederösterreich verbreitete Resistenzen aus dem Human- und Veterinärsektor beeinflusst werden. Außerdem werden wir in einem indirekten Ansatz Reporter Stämme generieren, die gezielt auf erm und cfr bedingte Antibiotikaresistenz reagieren. Diese Resistenzmechanismen basieren auf Methylierung von 16S und 23S rRNA und führen zur Resistenz gegen mehrere Antibiotika. Bis jetzt wurden noch keine in vivo aktiven Inhibitoren gefunden. In dem hier vorgeschlagenen Projekt werden wir einen Hochdruchsatzprozess, der an mehrere Hochdurchsatzmethoden gekoppelt ist, etablieren. Dieser Prozess wird die Suche nach neuen bioaktiven Stoffen deutlich beschleunigen und hat großes Potential zu neuen bioaktiven Stoffe zu führen.

Hintergrund

Osteoporose (OP) ist eine stille Knochenerkrankung, die zu einem Verlust der Knochendichte, einer verminderten Knochenstärke und letztendlich zum Bruch führt. Es wird unterschätzt, unterdiagnostiziert und unterbehandelt. Jede dritte Frau und jeder fünfte Mann über 50 ist betroffen. OP ist in der EU jährlich für mehr als 4 Millionen Frakturen verantwortlich, wobei Hüftfraktur der häufigste Typ ist. Das bedeutet mehr als 40 Milliarden Euro an Gesundheitsfürsorgekosten, von denen weniger als 5% für die Prävention ausgegeben werden. Neben Diabetes, Herz-Kreislauf-Erkrankungen und Krebs ist dies eine der wichtigsten Herausforderungen für die Gesundheitsfürsorge in den nächsten Jahrzehnten. Insbesondere in Niederösterreich belastet dies allein das Gesundheitssystem mit schätzungsweise 200 Millionen Euro pro Jahr. Die frühe Diagnostik des OP ist für die Frakturprävention unerlässlich. Dies wiederum erhöht die Lebensqualität des Patienten und senkt die Gesundheits- und Sozialkosten. Die Knochendichte wird als Prädiktor für das Risiko osteoporotischer Frakturen verwendet. Es wird mit DEXA gemessen und mit einem abgeleiteten T-Score diagnostiziert. Neuere Studien haben jedoch gezeigt, dass solche Messungen der Densitometrie ungenau und unzureichend sind. Beispielsweise treten mehr als 50% der OP-Frakturen bei Patienten auf, die nach dieser Methode als "geringes Risiko" betrachtet werden, und 15% der Patienten werden wegen ihres "hohen Risikos" falsch behandelt. Eine Verbesserung dieser Situation erfordert (a) bessere Screening-Techniken, (b) mehr Screening und (c) verbesserte Diagnosewerte. Ziel dieses Projektes ist es, die Diagnose-Tools für Osteoporose zu verbessern. Knochenbrüche treten aufgrund von Überlastung und / oder verringerter Belastungsresistenz aufgrund von Knochenverlust auf. Die Finite-Elemente-Analyse (FEA) -Simulation ist eine nicht-invasive numerische Methode, mit der die individuelle Knochenstärke in vivo basierend auf DEXA- oder Quantitative Computed Tomography-Bildern (QCT) geschätzt werden kann. Geometrische, strukturelle und Materialeigenschaften werden aus Bildern berechnet und mit typischen physiologischen Belastungsbedingungen kombiniert, einschließlich Größe, Richtung und Häufigkeit der Belastung. Die Genauigkeit des Modells ergibt sich aus der guten Kenntnis all dieser Parameter. Die FEM-basierte Knochenstärke kann die Diagnose, Bewertung und Überwachung von Osteoporose effektiv verbessern. Trotz des im letzten Jahrzehnt erzielten erheblichen Fortschritts müssen diese Vorhersagen durch Verbesserungen der Bildgebung, mechanischen Tests und Simulationstechniken noch erheblich verbessert werden, um ihre klinische Verwendung zu rechtfertigen.

Hintergrund

Die Diagnostik genetischer Fäkalmarker besitzt das Potential die Wasseranalytik zu revolutionieren. Richtungsweisende Anwendungen sind bis Dato vor allem im Qualitätsmanagement von Bade- und Freizeitgewässern sowie Aquakulturen durchgeführt worden. Die Möglichkeiten und das Potential solcher Verfahren zur Überwachung von Trinkwasserressourcen im Rahmen von Wassersicherheitsplänen sind kaum untersucht. Das vorgeschlagene translationale Forschungsprojekt evaluiert den Status sowie weitere notwendige Entwicklungsschritte zur Anwendung genetischer Fäkalmarker im Rahmen von Wassersicherheitsplänen. Genetische Fäkalmarker besitzen das Potential die gegenwärtige Standardmethode zum Nachweis fäkaler Spureneinträge - basierend auf den Fäkalbakterien E.coli und Enterokokken - signifikant zu erweitern. Genetische Fäkalmarker erlauben die Herkunftsbestimmung potentieller fäkaler Einträge in das Wasser, sowie die Brückenbildung zwischen den Standardmethoden der fäkalen Analytik und der mikrobiellen Risikoabschätzung. Eine ausreichend hohe fäkale Sensitivität als auch Spezifität für die zu detektierenden Fäkalquellen ist dafür wesentliche Voraussetzung. Eine neue Strategie zur Erreichung der notwendigen Leistungscharakteristik, basierend auf einer Kombination bakterieller und mitochondrieller genetischer Marker, wird für dieses Forschungsprojekt vorgeschlagen. Das Konzept wird anhand wichtiger Fäkalquellen, repräsentativer Wasserressourcen in Niederösterreich, sowie bedeutender Desinfektionsmethoden evaluiert. Die Untersuchungen werden mit den derzeitigen Standardmethoden zur Bestimmung fäkaler Einträge sowie zur generellen Charakterisierung der mikrobiologischen Wasserqualität verglichen. Spezifische chemische Parameter werden auf ihre Eignung hin zur Unterstützung der Anwendung genetischer Fäkalmarker einbezogen. Der Bereich „Intelligente Indikationssysteme und Diagnostik“ wurde als einer von drei Schwerpunktthemen, im Zuge der FTI Strategie 2020 des Landes Niederösterreich, für das Themenfeld Wasser ausgewählt. Das vorgeschlagene translationale Forschungsprojekt trägt inhaltlich somit direkt zur Umsetzung der Forschungsstrategie des Landes bei. Darüber hinaus stimuliert das Projekt zukunftsträchtige Forschungsaktivitäten zwischen der neu gegründeten Karl Landsteiner Universität in Krems, dem renommierten Analytikzentrum IFA Tulln, sowie dem Interuniversitären Kooperationszentrum Wasser & Gesundheit. Die EVN Wasser GesmbH, der größte Wasserversorger Niederösterreichs, ist ebenfalls in das Projekt eingebunden. Das translationale Forschungsprojekt kann daher als wesentlicher Beitrag international sichtbarer Wasserforschung mit praktischen Problemstellungen eines führenden Wasserversorgers im Bereich der Sicherung, Überwachung und des nachhaltigen Managements der Trinkwasserversorgung verstanden werden. Die gewonnene Expertise wird zu einer weiteren Stärkung der führenden Rolle der Wasserforschung und Wasserwirtschaft Niederösterreichs im Donauraum beitragen.

Hintergrund

Therapeutische Proteine spielen eine wichtige Rolle bei der Behandlung einer Reihe schwerer Erkrankungen, wie Tumorerkrankungen, Autoimmunerkrankungen, Metabolische Erkrankungen oder Blutgerinnungsstörungen. Der Markt für therapeutische Proteinen betrug fast $174.7 Milliarden im Jahr 2015 und wird etwa $ 248.7 Milliarden im Jahr 2020 erreichen. Die meisten therapeutischen Proteine haben eine geringe intrinsische Toxizität und zeichnen sich durch gute therapeutische Wirksamkeit aus. Ein wesentliches Problem für die Aufrechterhaltung von Wirksamkeit und Sicherheit dieser Therapeutika sind aber ungewollte Immunreaktionen, die einige Patienten, die mit therapeutischen Proteinen behandelt werden, entwickeln. Ungewollte Immunreaktionen, insbesondere spezifische Antikörper, können Therapeutika unwirksam machen oder schwere Nebenwirkungen verursachen, wie beispielsweise anaphylaktische Reaktionen oder Autoimmunpathologien. Gegenwärtig gibt es keine diagnostischen Methoden, um die Entwicklung dieser pathologischen Antikörper in Patienten vorherzusagen. Die frühzeitige Diagnose von Antikörpern, die sich noch im Stadium der Entwicklung befinden, würde eine frühe therapeutische Immunintervention ermöglichen, die die Entwicklung pathologischer Antiköper verhindert. Ein prominentes Beispiel für pathologische Antikörper gegen therapeutische Proteine sind neutralisierende Antikörper gegen den Gerinnungsfaktor VIII (FVIII), die sich im Verlauf der Behandlung von Hämophilie A Patienten mit FVIII Produkten entwickeln. Die Antikörper heben die biologische Aktivität der FVIII Produkte auf und können schwere Blutungskomplikationen verursachen. Im vorliegenden Projektantrag schlagen wir grundlegende Forschungsarbeiten vor, mit denen eine wichtige Wissenslücke im gegenwärtigen Verständnis der Eigenschaften und der Entwicklung pathologischer Antikörper gegen FVIII in Patienten mit schwerer Hämophilie A geschlossen werden könnte. Wir wollen neuartige Daten generieren zum zeitlichen Verlauf der frühen Antikörperentwicklung, insbesondere zum Zusammenhang von Epitopspezifität (Proteinepitope versus Kohlenhydrahtepitope), Affinität, Isotype/IgG Subklasse und funktionaler Aktivität der Antikörper,die sich in Patienten entwickeln, die FVIII Produkte erhalten. Die einmalige Möglichkeit, Grundlagenforschung und Probenanalyse aus einer klinischen Studie miteinander zu verbinden, eröffnet uns die Möglichkeit, Erkenntnisse aus der Grundlagenforschung direkt in einer klinischen Anwendung zu testen. Die Ergebnisse dieses Projekts werden die wissenschaftliche Basis für die Entwicklung neuer diagnostischer Verfahren bilden, beispielsweise für die Entwicklung eines FVIII-spezifischen Mikroarrays. Neue Verfahren für die frühe Diagnostik werden Klinikern helfen, die Entwicklung ungewollter Immunreaktionen gegen FVIII patienten-spezifisch zu beurteilen und daraufhin personalisierte Behandlungsmöglichkeiten einzusetzen, die die Wirksamkeit gegenwärtiger Therapien verbessern.

Hintergrund

Für 90% der Todesfälle unter Tumorpatienten ist Metastasierung verantwortlich, die damit eine große Hürde darstellt das Überleben von Krebspatienten sicherzustellen. Um zu metastasieren, müssen Tumorzellen aktiv migrieren und Blutgefäße durchqueren, doch wie diese Prozesse reguliert werden, ist bisher großteils ungeklärt. Im Labor von Dr. Daria Siekhaus wurde ein neuer Transporter, CG8602, entdeckt, der in der invasiven Migration von Drosophila Makrophagen in das embryonale Keimblatt eine wichtige Rolle spielt. Bisher gesammelte Daten deuten darauf hin, dass CG8602 für die Glykosylierung und Stabilität der Proteine, die die Invasion ins Gewebe limitieren, eine entscheidende Rolle spielt. So scheint CG8602 für die Anreicherung von T-Antigen an der Oberfläche von ins Keimblatt migrierenden Makrophagen verantwortlich zu sein. Tatsächlich findet sich auch in Vertebraten ein Zusammenhang
zwischen erhöhtem T-Antigen Level auf Tumorzellen und verstärkter Metastasierung, während T-Antigen neutralisierende Antikörper Metastasenbildung reduzieren konnten. Dies weckte unser Interesse T-Antigen Regulation durch CG8602 auf Metastasenbildung in Vertebraten zu übertragen. Für diesen Zweck hat Dr. Siekhaus Dr. Marko Roblek, der umfassende Erfahrung im Feld der Metastasenbildung in Mäusen vorweisen kann, als Post-Doc angestellt. Dieses Forschungsstipendium soll sein Gehalt, sowie Materialkosten decken und ihm erlauben Experimente durchzuführen, die die Grundlage für den Aufbau seiner eigenen unabhängigen Arbeitsgruppe bilden sollen. Das Ortholog von CG8602 in Mäusen, MFSD1, ist hoch konserviert und Teil der solute carrier superfamily (SLC). Da die Funktion dieses Protein noch gänzlich unbekannt ist, wollen wir die Rolle von MFSD1 während Metastasierung analysieren. Wir wollen Interaktionspartner von MFSD1 identifizieren und den Einfluss von MFSD1 auf Glykosylierung und Stabilität von Proteinen, sowie deren Auswirkungen auf Tumorzell-Invasion untersuchen. Um die Bedeutung von Glykosylierung von Tumorzellen während Metastasierung zu entschlüsseln, werden wir eine umfangreiche Untersuchung von Zelloberflächenproteinen, Signaltransduktionswegen und transkriptioneller Kontrolle von Zellmigration durchführen. Durch die Zusammenarbeit mit Dr. Wiesholzer und Dr. Kitzwögerer von der Abteilung für Innere Medizin, KLU Universität St. Pölten, ist es uns möglich unsere Resultate auf klinische Relevanz zu überprüfen. Wir werden Tumorzellen von Krebspatienten auf die Menge und Lokalisation von MFSD1 untersuchen und die Ergebnisse mit dem Krankheitsverlauf in Korrelation bringen. Da unsere Daten suggerieren, dass wir einen evolutionär hoch konservierten Mechanismus untersuchen, freuen wir uns schon darauf, die Ergebnisse aus Drosophila auf Metastasenforschung in Vertebraten zu übertragen. Mit der vorgeschlagenen Arbeit wollen wir das Fundament für das Verständnis eines neuen Gens, das in Vertebraten invasive Migration und Metastasierung reguliert, schaffen.

Hintergrund

Biomarker als Indikatoren für die Art und den Beginn einer Behandlung sowie deren Verlauf gewinnen im Rahmen des klinischen Tumormanagements derzeit stark an Bedeutung. Tumorbiomarker sind Krebs- oder Patienten-stämmige Faktoren, die das biologische Verhalten eines Tumors, das heißt, den Verlauf einer Krebserkrankung widerspiegeln und deshalb auch als prognostische Marker zum Einsatz kommen. Kutane maligne Melanome sind hochgradig aggressive, metastasierende Tumoren die aus den Pigmentzellen der Haut, so genannten Melanozyten, hervorgehen. Obwohl die Häufigkeit von Melanomerkrankungen und die damit verbundene Mortalität stetig ansteigen, ist es nach wie vor unmöglich, das metastatische Verhalten von Melanomen in Patienten vorherzusagen. In den letzten fünf Jahren finden so genannte "Flüssigbiopsien" zunehmende Beachtung. Man versteht darunter den Gewinn wertvoller Informationen zum Tumorgeschehen durch eine Nukleinsäure(NA)-basierende Analyse von Blutproben. Man weiß heute, dass im Blut tumorstämmige NAs in drei verschiedenen Kompartimenten anzutreffen sind, und zwar intrazelluläre NAs in disseminierten Tumorzellen, NAs in extrazellulären Vesikeln und frei im Plasma zirkulierende, eiweiß-gebunde NAs (cfNA), wobei die beiden letzten Formen in weit größeren Mengen vorhanden und darum zugänglicher sind. Derzeit ist die klinische Anwendung blut-basierender Tumortests und –Überwachungsmethoden noch auf Patienten mit progressiver (metastatischer) Tumorerkrankung beschränkt. Basierend auf der Hypothese, dass eine Kompartiment-spezifische NA-Analyse wesentlich zur Verbesserung blut-basierender Tumortests im Vergleich zu holistischen Ansätzen beitragen kann, wird in der vorgeschlagenen Studie darauf abgezielt, die Kompartimentierung tumorstämmiger, im Blut vorhandener NAs auszuschöpfen, um eine neuartige Strategie zum hochsensitiven, blut-basierenden Nachweis und zur Überwachung von Melanomerkrankungen und früher Metastasen zu etablieren.

Hintergrund

Das maligne Melanom ist die häufigste Ursache von Hautkrebs-assoziierten Todesfällen. Trotz der Fortschritte im Verständnis um die Biologie dieser Erkrankung bleibt es ein signifikantes klinisches Problem. Das Melanom ist häufig mit einer aktivierenden Mutation im BRAF Gen an der Aminosäureposition 600 assoziiert, was zu einer unkontrollierten Aktivierung des MAP-Kinase Signalwegs führt und in der Folge in einer Zunahme der Zellproliferation und Migration resultiert. Obwohl BRAF und MEK Inhibitoren gezeigt haben, dass sie sehr effektiv das Wachstum von BRAFV600 mutierte Melanomen hemmen können, kommt es häufig zum Auftreten von Resistenz-assoziierten, sekundären Mutationen, welche in der Folge alternative Signalwege aktivieren. Wir haben vor kurzem über den Einfluss von Chondroitin Sulfate Proteoglycan 4 (CSPG4)-spezifischen Antikörpern auf den antiproliferativen Effekt von Vemurafenib berichtet. Diese Daten implizieren, dass dem Tumor-Mikroenvironment eine wesentliche Rolle zukommt, wenn es darum geht den Einfluss von CSPG4-spezifischen Antikörpern auf die Migration und Invasion zu untersuchen.Hierbei ergaben sich erstmalig Hinweise dafür, dass CSPG4 bei der phenotypischen Plastizität und bei der Entstehung eines transienten, drug-resistenten Zustands von Melanomzellen von Bedeutung sein könnte. Zentral für das Modell der stress-induzierten Drug-Toleranz sind sogenannte induced-drug tolerant cells (IDTCs), welche sich zu multi-drug resistenten Zellen weiterentwickeln. Diese können Zellkolonien formen, bei denen die Zelladhäsion eine wesentliche Rolle spielt. Auf diesen Erkenntnissen, basiert nun unsere Hypothese, dass anti-CSPG4 spezifische Antikörper die Formation von IDTCs verhindern oder verzögern können, wenn sie mit Therapiestandards wie BRAF- und MEK-Inhibitoren kombiniert werden. In diesem Projektantrag wollen wir diese Hypothese in in-vivo und in in-vitro Melanom-Modellen untersuchen, die Veränderungen auf Ebene der Protein- und Genexpression beschreiben sowie diese experimentellen Daten an Tumorproben von humanen Melanometastasen bestätigen. Die Entstehung von IDTCs mit anti-CSPG4 spezifischen Antikörpern zu unterbinden oder zu verlangsamen könnte ein wesentlicher Schritt bei der Verhinderung einer Resistenzentstehung sein.

Hintergrund

Das Melanom verursacht nur 4% aller Hautkrebsarten und ist jedoch für eine Sterblichkeit von 79% der Betroffenen verantwortlich. Außerdem ist das Melanom die häufigste Krebserkrankung unter jungen Menschen. Obwohl bereits große Erfolge durch z.B. B-raf Inhibitoren errungen wurden, kann oft nur lebensverlängernd eingegriffen werden und Erkrankte versterben aufgrund einer Resistenzentwicklung. Viele Untersuchungen haben gezeigt, dass metastasierende Melanomzellen einen stark erhöhten Stoffwechselumsatz haben, welcher für Zellwachstum notwendig ist. Dadurch besteht auch ein erhöhter Bedarf an Reduktionsäquivalenten, um die Homöostase der Zellen aufrecht zu erhalten. Der hohe Metabolismus, und die daraus resultierende erhöhte Bildung von Sauerstoffradikalen kann deshalb als die „Achillesferse“ von Melanomzellen betrachtet werden. Ein Hauptregulator für die zelluläre Stressantwort ist der Transkriptionsfaktor NRF2. Dieser Faktor spielt eine zentrale Rolle beim Schutz der Zellen gegen Sauerstoffradikale und gegen xenobiotischen Stress. Deshalb könnte die Blockade von NRF2 die Sensitivität gegen Sauerstoffradikale wiederherstellen und damit die Zellen in Apoptose treiben. Dieser Mechanismus könnte auch die Resistenzentwicklung in metastasierendem Melanom unterdrücken, oder auch Signalmechanismen blockieren, welche tumorassoziierte Endothelzellen aktivieren. Es ist deshalb wahrscheinlich, dass Standardchemotherapeutika gemeinsam mit Stoffen, welche die Detoxifizierung von Sauerstoffradikalen inhibieren, die Effektivität der Behandlung gegen das metastasierende Melanom potenzieren. Wir werden modernste CRISP Technologie nutzen, gemeinsam mit pharmakologischen Inhibitoren, um die NRF2 induzierten Mechanismen im Melanom und in melanomassoziierten Endothelzellen aufzuklären. Außerdem werden wir die neu gewonnen Erkenntnisse in die Klinik transferieren, indem wir mit Ärzten kooperieren, welche ständig Melanompatienten behandeln. Wir glauben daher, dass die Inhibierung der Anti-oxidativen Antwort ein effektiver Beitrag zur Bekämpfung des metastasierenden Melanoms sein wird.

Hintergrund

Hochgradige Schwerhörigkeit und Taubheit (1,7 % der Gesamtbevölkerung) führen zu sozialer Abkapselung, Arbeitsunfähigkeit und begünstigen frühe Demenz. Hörgeräte und Cochlea Implantate (CI) bringen hier Hilfe, beseitigen die sozioökonomischen Effekte aber nur zum Teil. Der Grund liegt im Ausfall der sog. „Cocktailparty-Fähigkeit“, mit der ein gesunder Hörender Umgebungsgeräusche ausblenden bzw. sich in einem Stimmengewirr auf einen Sprecher konzentrieren kann. Diese Datenverarbeitung findet sich nicht im Cortex, sondern dieser steuert aktiv eine Filterung im Hörorgan (Cochlea) über eine abwärts führende mehrstufige, efferente Regelung. Trotz aller Signalverarbeitung in Hörgeräten und CI kann diese unbewusste Regelung nur schwer nachgeahmt werden und ihre Bedienung vom Patienten bleibt wegen Umständlichkeit, fast unbenutzt. Was fehlt, ist das technische Schließen des erweiterten Regelkreises aus Cochlea, Cortex und Hörhilfe/CI.Mit Brain-Computer-Interfaces (BCI) könnte der Anschluss des Cortex oder darunterliegende Stationen der auditorischen Efferenz an Hörhilfen in Zukunft möglich werden, wenngleich dazu umfassende Kooperationen von Audiologen, Neurochirurgen, Elektrophysiologen, Elektrodenentwicklern, modellierenden Neuro- und Kognitionswissenschaftlern nötig sind. Das Universitätsklinikum St. Pölten (UKStP) der Karl Landsteiner Privatuniversität für Gesundheitswissenschaften empfiehlt sich als Initiator eines Roadmappings, welches den Kenntnisstand in die Lehre aufnimmt, für den Anwendungsfokus auswertet und einen Konsens an Herausforderungen und Meilensteinen kommuniziert.
Neben diesem langfristig wirkenden Ansatz ist in ersten, kleineren Experimenten zu zeigen, dass eine efferente Regelung funktionieren kann. Versuche im Rahmen laufender Tierexperimente und an frisch versorgten CI Patienten erlauben es, einfachere Zugänge zum efferenten auditorischen System zu testen (Compound Action Potentials CAP, tonotope Aktionspotentiale im sensing CI Modus und EEG-Ableitungen). Ein Erfolg würde einen versuchsweisen Schluß der efferenten Regelung mit Patienten an Research CI Umgebungen erlauben, wobei die Patienten die Efferenz nutzen lernen – möglicherweise genauso intuitiv, wie dies mit BCI gesteuerten Gliedmaßen gelungen ist*. (*Collinger JL et al, J. Clin. Trans. Science (2014) 7, 1, 1752-8062)

Hintergrund

Implantierbare Hörgeräte sind seit mehr als 25 Jahren im klinischen Einsatz, wie z.B. Cochlea-Implantate (CI), Hirnstamm-Implantate (ABI), knochenverankerte Hörgeräte (BAHA) und implantierbare Mittelohrimplantate (MEI). Die größte Herausforderung für alle diese implantierbaren Systeme liegt in der mangelnder Zuverlässigkeit der implantierbaren Mikrofone, verursacht durch eine konstante Abnahme der Anfangsempfindlichkeit. Ziel des gegenständlichen Projekts ist die Entwicklung einer kontaktlosen Glasfasermesstechnik basierend auf Nieder-Kohärenz-Interferometrie zur Amplitudenmessung der Bewegung der Gehörknöchelchen, zB. Hammer oder Amboss. Der gewählte Ansatz ist physiologisch völlig gerechtfertigt, da die Schallübertragung an das Innenohr ohne Behinderung und unter Nutzung der natürlichen Verstärkungseigenschaften des Außenohrs und des Trommelfells realisiert wird. Ebenfalls werden Rückkopplungsrauschen und Signalverzerrung aufgrund der Entkopplung des Mikrofons vom Aktuator verhindert. Durch die berührungslose Methode werden die ursprünglichen Eigenschaften des akustischen Signals nicht verändert und die Gehörknöchelchenkette bleibt intakt. Der Abstand von ca. 5 mm zwischen der Sensorfaser und den Gehörknöchelchen ist auch groß genug, um eine allfällige Narbenbildung zu verhindern. Auch kann damit das System sowohl bei kleinen quasi-statischen langfristigen Bewegungen der Gehörknöchelchen im Mittelohr (z.B. während der Wachstumsphase bei Kindern) als auch bei großen quasi-statischen kurzfristigen Bewegungen (z.B. bei Kaubewegungen oder bei Druckwechsel) verwendet werden. Der aktuelle Prototyp der Vorrichtung erzielt eine Empfindlichkeit von etwa 40 dB SPL und etwa 70 dB SPL im Audiofrequenzbereich, welche im Projekt nun durch Erhöhung des Signal-Rausch-Verhältnis (SNR) auf etwa 30 dB SPL verbessert werden soll. Diese Verbesserung soll z.B. durch die Rauschunterdrückung von einigen Teilkomponenten, wie Lichtquelle, Glasfaser-Verbindung, Foto-Receiver, oder Gesamtsensorkonfiguration, erzielt werden. Zusätzlich wird ein neuer Algorithmus entwickelt und in einer Niedrigverbrauch-DSP eingebettet. Die Ergebnisse werden im Rahmen einer prä-klinischen ex-vivo-Untersuchung validiert.