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Drei Wissenschaftler am Helmholtz Zentrum München sind Gewinner des Wettbewerbs um Consolidator Grants des Europäischen Forschungsrats (European Research Council, ERC). Ali Ertürk, Carsten Marr und Gil Westmeyer können damit ihre Pionierarbeit in der biomedizinischen Forschung mit neuartigen Methoden basierend auf künstlicher Intelligenz oder biologischer Bildgebung vorantreiben.
„Spitzenforschung lebt von visionären Köpfen“, sagt Prof. Matthias Tschöp, wissenschaftlicher Geschäftsführer des Helmholtz Zentrums München. „Die prämierten Projekte unserer Forschenden haben alle eines gemeinsam: Sie entwickeln innovativste technologische Verfahren, um Lösungen für die drängenden gesundheitlichen Herausforderungen unserer Zeit zu finden.“
Die einzelnen Projekte der Wissenschaftler im Überblick:
Ali Ertürk: CALVARIA – Die Schädeldecke im Fokus neurodegenerativer Krankheiten
Neurodegenerative Erkrankungen sind häufig mit einer Entzündung des Gehirns verbunden. Aufgrund ihrer direkten Verbindung mit der Hirnhaut (über sog. Skull Meninges Connections, SMCs) ist die Schädeldecke (Calvaria) möglicherweise ebenfalls direkt an diesen Erkrankungen beteiligt. Da die Schädeldecke besser zugänglich ist als das Gehirn, könnten Biomarker dort einfacher und schneller identifiziert werden. Ali Ertürk will daher die zellulären Eigenschaften der Calvaria weiter erforschen. Mithilfe von Technologien wie dem Tissue Clearing und Deep-Learning-Algorithmen werden dazu murine und menschliche Modelle mit akuter und chronischer Neuroinflammation untersucht. Die Analyse der Schädeldecke soll Diagnosemöglichkeiten für Neurodegenerationen wie Schlaganfall oder Demenz liefern. Auch eine mögliche therapeutische Manipulation der Schädeldecke für diese Erkrankungen wird erforscht. Neue Erkenntnisse über den gesunden und erkrankten Zustand der Calvaria könnten schließlich diagnostische und therapeutische Targets liefern, um das Risiko neurologischer Erkrankungen zu mindern. Ertürk warb die Förderung für dieses Projekt gemeinsam mit der Ludwig-Maximilians-Universität (LMU) ein.
Carsten Marr: Computational Hematopathology – Blutkrankheiten besser verstehen
Trotz Jahrzehnten intensiver Forschung an Blutkrankheiten fehlen weiterhin Methoden, um die Dynamik von Blutzellen genau vorherzusagen. Dabei sind viele Mechanismen und Entwicklungsschritte von Blutstammzellen bekannt, und Kliniken und medizinische Labore erfassen für jeden Patienten eine enorme Anzahl an Daten. Die Auswertung dieser Daten geschieht jedoch weiterhin meist manuell, ist daher nicht standardisiert, zeitaufwändig, und Experten vorbehalten. Insbesondere bei großen Bilddaten wie Blut- und Knochenmark-Ausstrichen geraten Experten an ihre Grenzen. Carsten Marr will diese Daten mittels künstlicher Intelligenz und mathematischer Modelle analysieren. Zusammen mit seinem Team wird er Algorithmen und Softwaretools für die automatisierte Klassifizierung Bilddaten entwickeln, die eine reproduzierbarere und präzisere Diagnose ermöglichen. Mit den Ergebnissen dieser Klassifikation wird dann ein mathematisches Modell parametrisiert, um die Dynamik von gesunden oder kranken Blutzellen vorherzusagen. Dies soll die Diagnose von Blutkrankheiten standardisieren und damit die Behandlung von Patienten mit hämatologischen Malignomen verbessern.
Gil Westmeyer: EMcapsulins – Neuronale Informationsverarbeitung sichtbar machen
Gehirne bestehen aus verzweigten Netzwerken von Nervenzellen in denen sich Informationen auf eine ähnlich komplexe Weise bewegen wie Verkehrsteilnehmer im Straßennetz. In Zusammenarbeit mit der Technischen Universität München (TUM) will Gil Westmeyer biotechnologische Verfahren entwickeln, mit deren Hilfe sich besser verstehen lässt, wie neuronale Netzwerke Informationen verarbeiten und speichern. Die Elektronenmikroskopie liefert bisher die detaillierte Anatomie der Nervenzellnetzwerke, also eine statische Karte des Straßennetzes. Über die molekularen Aktivierungsmuster, also die Verkehrsbewegungen, gab die Elektronenmikroskopie bislang jedoch keinen Aufschluss. Westmeyer wird daher neuartige genetisch enkodierte Marker in Nervenzellen einsetzen, die molekulare Zustände der Neuronen direkt in der Elektronenmikroskopie mehrfarbig visualisieren. Die dabei entstehenden funktionalen Karten können neue Erkenntnisse zu den zellulären Mechanismen neuronaler Informationsverarbeitung und ihrer Störung in neuropsychiatrischen Erkrankungen ermöglichen.
Weitere Informationen zu den ERC Consolidator Grants
Ziel der ERC Consolidator Grants ist es, Wissenschaftlern und Wissenschaftlerinnen die Konsolidierung ihrer Forschungsgruppe zu ermöglichen. In unabhängigen Peer-Review-Verfahren werden die Forschenden auf Basis der Exzellenz ihrer Forschungsleistung und ihrer Vorhaben ausgewählt. Die maximale Fördersumme für ERC Consolidator Grants als Teil des EU-Förderprogramms für Forschung und Innovation Horizont 2020 beträgt zwei Millionen Euro für eine Laufzeit von maximal fünf Jahren.
In diesem Wettbewerb erhielten 301 Forschende aus Europa Fördermittel in Höhe von 600 Millionen Euro. Deutschland ist das Land, das die meisten ERC Consolidator Grants einwerben konnte. Details dazu finden Sie in der Pressemitteilung des ERC.
Das Helmholtz Zentrum München verfolgt als Deutsches Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt das Ziel, personalisierte Medizin für die Diagnose, Therapie und Prävention weit verbreiteter Volkskrankheiten wie Diabetes mellitus, Allergien und Lungenerkrankungen zu entwickeln. Dafür untersucht es das Zusammenwirken von Genetik, Umweltfaktoren und Lebensstil. Der Hauptsitz des Zentrums liegt in Neuherberg im Norden Münchens. Das Helmholtz Zentrum München beschäftigt rund 2.500 Mitarbeiter und ist Mitglied der Helmholtz-Gemeinschaft, der 19 naturwissenschaftlich-technische und medizinisch-biologische Forschungszentren mit rund 37.000 Beschäftigten angehören. www.helmholtz-muenchen.de
Criteria of this press release:
Journalists, Scientists and scholars
Biology, Medicine
transregional, national
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German
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