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Onkologie Pädiatrie Wissenschaft

Ewing Sarkom: metastasierende Tumorzellen identifiziert

Schweizer Forschenden ist es gelungen, die gefährlichsten Zellen eines aggressiven Knochentumors (Ewing-Sarkom) zu identifizieren und zu charakterisieren. Dieser Krebs, der vor allem Kinder und junge Erwachsene betrifft, besitzt ein besonders hohes Metastasierungspotenzial.

Das Forschungsteam fand unter den Krebszellen ein speziell aktives Gen, von dem bekannt ist, dass es mit einer schlechten Prognose korreliert. Ist dieses Gen aktiv, steigt die Wahrscheinlichkeit, dass sich die Krebszellen im Körper verbreiten und sich Metastasen bilden.

In ihrer Untersuchung entnahmen sie Tumore von Betroffenen und kultivierten diese unter Laborbedingungen. Das Tumormodell (Organoid) ermöglichte es den Forschern, diesen Zellen ein Gen hinzuzufügen, so dass sie ein grün fluoreszierendes Protein produzieren. Metastasierende Krebszellen konnten auf diesem Weg von den Wissenschaftlern eindeutig identifiziert und verfolgt werden. Laut den Untersuchern ein Weg, der jetzt auch bei anderen Tumorarten eingesetzt werden könnte, um aggressive Tumore besser zu verstehen.

„Die Resultate sind ein erster Schritt zur Entwicklung gezielterer Behandlungen“, so Co-Autor Ivan Stamenkovic, Universitätsspital Lausanne (CHUV): „Die Identifizierung des Gens, das mit einem höheren Metastasierungsrisiko korreliert, eröffnet neue Wege für die Forschung: Es sollte möglich sein, das von diesem Gen codierte Protein mit der Behandlung gezielt anzugehen und diese besonders aggressiven Zellen zu eliminieren.“

Referenz:
CHUV, Lausanne
Pressemeldung Schweizerischer Nationalfond, SNF; 14.7.2021
A live single-cell state reporter assay links intra-tumor heterogeneity to metastatic proclivity in Ewing sarcoma, Science Advances 2021; https://advances.sciencemag.org/content/7/27/eabf9394

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Allgemeinmedizin Pädiatrie Wissenschaft

Häufigkeit der Zöliakie nimmt zu

Laut einer Studie, die am 6. Weltkongress für pädiatrische Gastroenterologie, Hepatologie und Ernährung vorgestellt wurde, hat ein Screening bei Kindern im Schulalter zu einer deutlich höheren Zahl von Zöliakiefällen als erwartet, geführt.

Zöliakie (gluteninduzierte Enteropathie) wird dadurch verursacht, dass der Körper Antikörper gegen Gluten produziert, ein Protein, das in Weizen, Gerste und Roggen vorkommt. Diese schädigen die Darmschleimhaut und verursachen Symptome wie Blähungen, Schmerzen, Durchfall, Anämie und andere Erkrankungen, die mit einer Malabsorption von Nährstoffen verbunden sind, einschließlich Müdigkeit, Anämie, Osteoporose und Fruchtbarkeitsproblemen. Bei Säuglingen und Kindern kann die Zöliakie Bauchschmerzen, Blähungen und Erbrechen verursachen sowie zu Wachstumsstörungen und verzögerter Pubertät führen.
Sie ist eine der häufigsten lebenslangen Erkrankungen in Europa. Wirksamste Behandlung ist eine strikte glutenfreie Ernährung.

Das Screening-Programm, das 7760 Kinder im Alter von fünf bis elf Jahren einschloss, ergab eine Zöliakie-Gesamtprävalenz von 1,6 Prozent. „Damit hat sich die Häufigkeit der Zöliakie bei Schulkindern in den letzten 25 Jahren im Vergleich zu den Zahlen unseres Teams in einer ähnlichen Schulaltersgruppe verdoppelt,“ warnt Studienleiterin Elena Lionetti, Universität Ancona: „Im Moment werden 70 Prozent der Zöliakie-Patienten nicht diagnostiziert und diese Studie zeigt, dass deutlich mehr Kinder in einem früheren Stadium identifiziert werden könnten, wenn das Screening im Kindesalter mit nicht-invasiven Screening-Tests durchgeführt würde.“ Eine rechtzeitige Diagnose und eine entsprechende Diät könnte die Darmschäden verhindern, die zur Malabsorption von Nährstoffen und damit zu den langfristigen Erkrankungen wie Wachstumsproblemen oder Osteoporose führen.

Referenz:
Università Politecnica, Ancona
Mass screening for celiac disease in school-age children: the CELI-SCREEN multicenter study, presented at the 6th World Congress of Paediatric Gastroenterology, Hepatology and Nutrition, 4.5.2021

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Diagnostik Epigenetik Genetik Onkologie Osteologie Pädiatrie Wissenschaft

Bluttest erkennt kindliche Tumore

Eine Forschungsgruppe der St. Anna Kinderkrebsforschung in Wien hat einen neuen Bluttest entwickelt, der kindliche Tumore anhand ihrer „epigenetischen Fußabdrücke“  (Aktivitätsmuster der Erbsubstanz) erkennt. Dazu analysierten die WissenschaftlerInnen kleine Fragmente der Tumor-DNA im Blut. Mit diesem Ansatz lassen sich kindliche Tumore wie das Ewing-Sarkom, ein Knochentumor, nachweisen.

Der neue Ansatz kann aber auch als prognostischer Marker eingesetzt werden, der überwacht, welche Patientin bzw. welcher Patient auf eine Therapie anspricht. Darüber hinaus könnte er als Vorhersage-Marker während der neoadjuvanten Therapie, also der Therapie vor einer Operation, dienen und eine Dosisanpassung je nach Ansprechen auf die Behandlung ermöglichen. So erhalten die meisten Kinder bzw. Jugendlichen mit Ewing-Sarkomen derzeit eine sehr hoch dosierte Chemotherapie, obwohl einige Patientinnen und Patienten bereits mit einer weniger starken Therapie geheilt werden könnten. Letztere würde ihr Risiko verringern, später an anderen Krebsarten zu erkranken.

Krebszellen in Tumoren teilen sich unentwegt und einige sterben dabei ab. Diese absterbenden Zellen geben ihre DNA häufig in die Blutbahn ab, wo sie zirkuliert und mit genomischen Methoden wie der Hochdurchsatz-DNA-Sequenzierung analysiert werden kann. Solche so genannten Flüssigbiopsie-Analysen stellen eine minimalinvasive Alternative zu herkömmlichen Tumorbiopsien dar, die oft eine Operation erfordern. Nun können molekulare Veränderungen der Tumorzellen laufend mittels Bluttests ermittelt werden. Diese wurden bei Krebs im Kindesalter bisher dadurch begrenzt, dass viele kindliche Tumore nur wenige genetische Veränderungen aufweisen, die in der DNA im Blut nachweisbar wären.

Referenz:
St. Anna Kinderkrebsforschung Wien, CeMM Forschungszentrum für Molekulare Medizin
Multimodal analysis of cell-free DNA whole genome sequencing for pediatric cancers with low mutational burden; Nature Comm 2021; https://www.nature.com/articles/s41467-021-23445-w

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Molekulare Medizin Neurologie Pädiatrie Wissenschaft

Neuroblastom: Welcher Faktor begünstigt Rückfälle?

Neuroblastome sind nach Hirntumoren die häufigsten soliden Tumoren bei Kindern und entstehen aus unreifen Vorläuferzellen des Nervensystems. In einigen Fällen bilden sich Neuroblastome ohne jegliche Therapie komplett zurück. Bei etwa der Hälfte der Patienten kann jedoch auch eine hochintensive Therapie das Wachstum nicht verhindern.

Bösartige Neuroblastome nutzen einen Trick, um unendlich teilungsaktiv zu bleiben: Sie verlängern ihre Chromosomenenden (Telomere), so dass die Zellen quasi „unsterblich“ werden. Auf molekularer Ebene machen Krebszellen das auf zwei Wegen, sie überaktivieren das Enzym Telomerase oder sie verlängern die Chromosomenenden durch Neuanordnung ihrer Telomerabschnitte (alternativer Mechanismus). In beiden Fällen haben die jungen Patienten eine schlechte Prognose.

Das bestätigten auch die Daten von 760 Neuroblastom-Patienten einer eben publizierten Studie. Sie zeigt, dass bei fast der Hälfte der Patienten nicht die Überaktivierung der Telomerase, sondern der alternative Mechanismus für die Telomerverlängerung verantwortlich ist. Die Wissenschaftler untersuchten auch erstmals, welche molekularen Prozesse diesen speziellen Verlängerungsmechanismus begünstigen.

Die Erkenntnisse daraus könnte man nutzen, um bessere Therapien zu entwickeln. Bisher werden die jungen Patienten alle mit den gleichen Chemotherapie-Protokollen behandelt. Diese Therapien greifen vor allem schnell wachsende Krebszellen an. Krebszellen mit dem alternativen Mechanismus wachsen aber eher langsam, sind extrem widerstandsfähig und kehren wieder. Im nächsten Schritt wird nun daran gearbeitet, eine spezifische Therapie für diese Tumoren zu entwickeln, die vielleicht auch bei anderen Krebsarten, die diesen Telomer-Verlängerungsmechanismus nutzen, zum Einsatz kommen könnte.

Referenz:
DKFZ, KiTZ, Heidelberg; Universität HD
Alternative lengthening of telomeres in childhood neuroblastoma from genome to proteome; Nature Communications 2021; https://www.nature.com/articles/s41467-021-21247-8

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Ophthalmologie Pädiatrie Wissenschaft

Lockdowns machen kurzsichtig

Lockdowns und Schulschließungen verstärken offenbar die Kurzsichtigkeit (Myopie) bei Kindern. Zu diesem Ergebnis kommen Reihenuntersuchungen an fast 130.000 Schulkindern in China. So hat sich die Sehkraft der Sechs- bis Achtjährigen im Jahr 2020 im Schnitt um 0,3 Dioptrien verschlechtert, um 1,4 bis dreimal stärker als in den Vorjahren. Bei den neun- bis 13-Jährigen war der Effekt etwas geringer, ihre Augen verschlechterten sich im Schnitt nur um -0,1 Dioptrien. Der Anteil der Kurzsichtigen pro Jahrgang stieg bei den Sechsjährigen von 5,7 Prozent im Jahr 2019 auf 21,5 Prozent im Jahr 2020, bei den Achtjährigen erhöhte sich der Anteil von 27,7 Prozent auf 37,2 Prozent. Die Häufigkeit lag damit in allen Altersklassen höher als je zuvor und zeigte sich in beiden Geschlechtern, bei beiden Augen.

Als Ursache der Fehlsichtigkeit wird ein verkürzter Aufenthalt im Freien angeführt – Kinder verbrachten im letzten Jahr viel mehr Zeit drinnen und vor Bildschirmen als draußen an der frischen Luft. Durch die Computerarbeit und das viele Lesen wächst der Augapfel der Kinder stärker und verlängert sich. Dadurch entsteht das schärfste Bild nicht auf, sondern vor der Netzhaut. Bewegen sich Kinder dagegen viel im Freien, hemmt die im Sonnenlicht enthaltene UVB-Strahlung die Freisetzung von Botenstoffen, die auf die Augäpfel einwirken.

Die Wissenschaftler empfehlen allen Eltern, während der Lockdowns und des Heimunterrichts darauf zu achten, für ihre Kinder genügend Zeit an der frischen Luft einzuplanen und die Zeit vor dem Bildschirm zu begrenzen. Augen erholen sich auch, wenn sie in die Ferne schweifen können.  
Ob sich die Verschlechterung der Kurzsichtigkeit umkehren lässt und wie sich die Sehkraft in den verschiedenen Altersgruppen weiter entwickelt, soll nun ebenfalls untersucht werden.

Referenz:
Emory University, Atlanta; General Hospital, Tianjin
Progression of Myopia in School-Aged Children After COVID-19 Home Confinement, JAMA Ophthalmology 2021,
https://jamanetwork.com/journals/jamaophthalmology/fullarticle/2774808

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Biotechnologie Genetik Pädiatrie Wissenschaft

Gelungene Behandlung von vorzeitiger Alterung

Progeria ist ein seltener Gendefekt, der Kinder rasch altern und kaum ihre Teenagerjahre erreichen lässt. Betroffene Kinder werden früh kahl, ihr Wachstum stoppt, sie magern ab, entwickeln steife Gelenke, faltige Haut, Knochenschwund und Arteriosklerose. Schuld daran ist eine Genmutation, welche die Produktion des Proteins Progerin fördert, welches zur schnellen Alterung führt. Weltweit leiden etwa 400 Menschen am Hutchinson–Gilford Progeria Syndrom.

Nun wurden Mäuse mit dieser Genmutation, mit einer Variante der Genschere CRISPR behandelt. Dadurch wurden Schäden am Herzen, die mit dem Gendefekt einhergehen, verhindert. Die von den Forschenden behandelten Progeria-Mäuse überlebten 500 Tage, mehr als doppelt so lange wie ihre unbehandelten Leidensgenossen und mehr als halb so lang wie gesunde Mäuse. Die veränderte DNA fand sich in 20 bis 60 Prozent der Mäuseknochen, Skelettmuskeln, Leber und Herz. Obwohl die Mäuse zu Beginn des Versuchs umgerechnet in Menschenjahre schon fünf Jahre alt gewesen waren, zeigten Aorta und Muskeln fast keine Zeichen von Progeria-Schäden mehr.

Ein unglaubliches Ergebnis – vor allem vor dem Hintergrund, dass frühere Ansätze nur einen geringen Erfolg zeitigten. „Das übertrifft alle Erwartungen und schreit nach Anwendung bei Progeria-Kindern – und zwar innerhalb der nächsten drei Jahre“, meint Genom-Editing-Experte Fyodor Urnov von der Berkeley Universität in Kalifornien.

Studien-Mitautorin Leslie Gordon, deren Sohn Sam an Progeria starb und welche die Progeria Research Foundation gründete, will keinen zweiten Durchgang abwarten und sofort damit beginnen, die Finanzierung von Tests an Kindern zu finden. „Wir werden einen Weg finden,“ erklärt sie: „denn diese Kinder haben keine Zeit zu verlieren.“

Referenzen:
Harvard University; National Health Institute, Bethesda
In vivo base editing rescues Hutchinson–Gilford progeria syndrome in mice, Nature 2021: 6967:491
https://www.nature.com/articles/s41586-020-03086-7

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Ernährung Pädiatrie Wissenschaft

Vegane Ernährung: kein Nährstoffmangel bei Kindern

Die Deutsche Gesellschaft für Ernährung e. V. (DGE) veröffentlichte kürzlich die Ergebnisse der Studie ,,Vegetarische und vegane Ernährung bei Kindern und Jugendlichen“ (VeChi-Youth-Studie), die den Einfluss verschiedener Ernährungsformen auf die Nährstoffversorgung dieser Altersgruppe untersuchte. Bislang liegen nur wenig aktuelle Daten zum Gesundheitsstatus von Kindern, die sich vegetarisch oder vegan ernähren, vor.

Die Ergebnisse belegen, dass sowohl bei veganer und vegetarischer Ernährung als auch bei einer Mischkost mit Fleisch die Versorgung mit den Hauptnährstoffen sowie den meisten Vitaminen und Mineralstoffen bei der überwiegenden Anzahl der rund 400 Studienteilnehmer ausreichend ist. Auch bei einer vegetarischen oder rein pflanzlichen Ernährung war bei den meisten Kindern die Versorgung mit Vitamin B12 ausreichend. Bei den vegetarischen Ernährungsformen war zudem die Zufuhr an Ballaststoffen sehr hoch. Die sich vegetarisch und vegan ernährenden Kinder und Jugendlichen zeigten ein insgesamt gesundheitsförderndes Lebensmittelmuster. Sie verzehrten mehr Gemüse, Obst, Hülsenfrüchte und Nüsse. Veganer hatten auch den geringsten Verzehr an Süßwaren, Knabberartikeln und Fertiggerichten. Ihre Proteinzufuhr war niedriger als bei vegetarischer oder omnivorer Ernährung, lag im Mittel aber noch im Bereich der Referenzwerte.

Jedoch zeigt sich bei allen Ernährungsformen, dass die Versorgung mit Vitamin B2 und Jod im kritischen Bereich liegt, auch die Zufuhrdaten von Calcium zeigen Handlungsbedarf auf.
Da die Ergebnisse immer noch als beschränkt aussagekräftig beurteilt werden, empfiehlt die DGE zwar eine vegetarische Ernährung als Dauerkost, empfiehlt aber keine rein vegane Ernährung bei Kindern und Jugendlichen.

Referenzen: Universität Bonn

Pressemitteilung: DGE; https://www.dge.de/presse/pm/vegan-vegetarisch-mischkost-nur-geringe-unterschiede-in-der-naehrstoffversorgung-bei-kindern-und-jugendlichen/

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Ernährung Leben Neurologie Pädiatrie Wissenschaft

Beeinträchtigung des Gehirns durch Junk Food

Daten einer aktuellen Untersuchung aus Deutschland lassen eine alarmierende Entwicklung erkennen: 15,4 Prozent der Kinder und Jugendlichen im Alter von drei bis 17 Jahren sind übergewichtig, 5,9 Prozent leiden regelrecht unter Fettsucht (Adipositas). Neben mangelnder Bewegung spielt auch ein ungesunde Ernährung eine zentrale Rolle: Bei Kindern und Jugendlichen steht Junk Food nämlich hoch im Kurs.

Schlechte Ernährung wirkt sich aber nicht nur auf das Körpergewicht, sondern auch auf die Leistungsfähigkeit und Gesundheit des Gehirns aus. In einer Studie der Universität Sydney wurde beobachtet, dass Zucker die Vergesslichkeit fördert und zu viel ungesundes Essen Aggressivität, Depressionen und Stress erhöht sowie bestimmte Hirnareale schrumpfen lassen kann. Bereits eine Woche einer Junk-Food-reichen Ernährung beeinträchtigt die Funktion des Hippocampus und steigert das Verlangen nach mehr – selbst, wenn man eigentlich schon satt ist.

Auch andere Forschungsarbeiten hätten nahegelegt, dass der Hippocampus anfällig für Umwelteinflüsse ist, etwa in Bezug auf Schlaflosigkeit, Stress, Umweltgifte, Depressionen und Diabetes Typ II. Kombiniert mit ungesunder Ernährung könnten diese nicht nur akute, sondern auch langfristige und zunehmende Schäden für den Hippocampus bedeuten.

Zur Förderung der Konzentrations- und Leistungsfähigkeit des Gehirns werden langkettige, komplexe Kohlenhydrate, Omega-3-Fettsäuren , sowie Proteine aus Fisch, Meeresfrüchten, mageren Milchprodukten, Hülsenfrüchten und Vollkornprodukten empfohlen. Diese tragen zu einer positiven Hirnentwicklung bei.

Referenzen:
Stiftung Kindergesundheit
https://idw-online.de/de/news749514

Hippocampal-dependent appetitive control is impaired by experimental exposure to a Western-style diet
Richard J. Stevenson, Heather M. Francis, Tuki Attuquayefio, Dolly Gupta, Martin R. Yeomans, Megan J. Oaten and Terry Davidson
The Royal Society, Published: 19 February 2020 https://doi.org/10.1098/rsos.191338

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Neurologie Onkologie Wissenschaft

Molekularer Teufelskreis von Hirntumoren bei Kindern entschlüsselt

Forscher aus Wien und Linz konnten mit Hilfe einer umfassenden molekularen Analyse der Cerebrospinalflüssigkeit wichtige Erkenntnisse in Bezug auf die Aggressivität des Medulloblastoms, dem häufigsten bösartigen Hirntumor bei Kindern finden.

Mittels modernster massenspektrometrischer Verfahren erfolgte eine Analyse des Protein-, Stoffwechsel- und Blutfett- bzw. Lipidhaushalt des vom Tumor umgebenden Gewebe. Neben dem Nachweis charakteristischer Tumor-Marker wurde festgestellt, dass Tumor-assoziierte Makrophagen (sog. Fresszellen) direkt tumorfördernde Proteine bilden sowie zusätzlich Lipidhormone erzeugen, welche den Stoffwechsel wiederum in Tumor-fördernder Weise verändern. So kann eine Mikroumgebung entstehen, in der die Bildung von Therapie-resistenten Tumorzellen direkt gefördert wird und es, trotz Behandlung, zu einer wiederkehrenden Erkrankung kommen kann. Diese Erkenntnisse geben Hoffnung auf die Entwicklung neuer Therapieansätze.

Referenzen:
Universität Wien, Pressemeldung 2. Juni 2020
https://medienportal.univie.ac.at/…/molekularer-teufelskre…/
Cancers MDPI, published 26 May 2020
https://doi.org/10.3390/cancers12061350

Universität Wien JKU – Johannes Kepler Universität Linz

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Diabetologie Therapie Wissenschaft

Schutz vor Diabetes Typ-I durch Impfung gegen Coxsackie-Viren

Der erste Impfstoff, der eine Immunantwort gegen alle 6 Serotypen des Coxsackie-Virus B (CVB) erzeugt, hat in einer tierexperimentellen Studie die Entwicklung eines Typ-1-Diabetes verhindert.

Die Forscher sind aufgrund der Studienergebnisse zuversichtlich, dass ihr Impfstoff Kinder vor einem Typ-1-Diabetes infolge einer CVB-Infektion schützen kann. Da die präklinischen Studien abgeschlossen sind, könnte mit klinischen Tests begonnen werden. Als erste Kandidaten kommen Kinder infrage, die aufgrund einer familiären Prädisposition ein erhöhtes Risiko auf einen Typ-1-Diabetes haben.

Sollte der Impfstoff die Häufigkeit von Neuerkrankungen senken, würde dies auch die Virusgenese des Typ-1-Diabetes belegen. Der Großteil der Experten geht allerdings davon aus, dass die Viren nur eine von verschiedenen Ursachen des Typ-1-Diabetes sind.

Referenzen:
Science Advances 06 May 2020:
DOI: 10.1126/sciadv.aaz2433
https://advances.sciencemag.org/content/6/19/eaaz2433
Karolinska Institutet
https://news.ki.se/possible-vaccine-for-virus-linked-to-typ…

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