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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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Infektiologie Pädiatrie Virologie Wissenschaft

COVID-19: Neue, gefährliche Folgeerkrankung bei Kindern

Während eine Covid-19-Infektion für die meisten Kinder komplikationslos verläuft, kann es bei einigen zum Multisystem Inflammatory Syndrome in Children (MIS-C) führen. Die Erkrankung ähnelt anderen Erkrankungen im Zusammenhang mit SARS-CoV-2, wie dem Kawasaki-Syndrom. Im Gegensatz zu diesem führt MIS-C zu noch häufigeren Entzündungen in vielen Organsystemen. Diese betreffen das Herz, die Lungen, das Verdauungs- und/oder das Nervensystem. In seltenen Fällen (1,7%) kann die Erkrankung auch tödlich verlaufen.

Eine Metaanalyse untersuchte 662 Fälle von an MIS-C erkrankten Kindern, von denen 71% aufgrund ihrer Symptome, zu denen am häufigsten Fieber, Bauchschmerzen und Diarrhö zählten, in einer Intensivstation behandelt wurden. Bei vielen geheilten Patienten zeigten sich Anomalien in den Blutgefäßen rund um das Herz, die in späteren Jahren  eventuell zu einem erhöhten Herzinfarktrisiko führen könnten. 

Erschwerend kommt dazu, dass auch eine unauffällige COVID-19-Infektion zum Auftreten von MIS-C führen kann. Typischerweise treten die ersten Symptome nach drei bis vier Wochen auf. In diesem Fall sollte sofort ein Spital aufgesucht werde, so der Ratschlag der Behandler. Es empfiehlt sich auch eine länderdauernde Überwachung des Gesundheitszustands der Kinder, da die Langzeitschäden zum jetzigen Zeitpunkt noch nicht abgeschätzt werden können. 

Referenzen:
Children’s Hospital Houston, Texas; Georgetown University, Washington DC

Multisystem inflammatory syndrome in children: A systematic review, 4.9.2020; https://www.thelancet.com/journals/eclinm/article/PIIS2589-5370(20)30271-6/fulltext#%20

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Leben Neurologie Wissenschaft

Luftverschmutzung beeinflusst Gehirnentwicklung

Forscher der University of California fanden einen Zusammenhang zwischen verkehrsbedingter Luftverschmutzung und einem erhöhten Risiko für neurologische Entwicklungsstörungen.

Ihre auf einem Nagetiermodell basierende Studie bestätigt damit epidemiologische Untersuchungen, die diesen Zusammenhang bereits belegen.

Um möglichst „echte“ Bedingungen zu generieren, errichteten sie ein Vivarium in der Nähe eines Strassentunnels und setzten Rattenbabys der Luftquelle aus dem Tunnel aus. Eine Vergleichsgruppe erhielt, ebenfalls in Echtzeit, eine gefilterte Version dieser Luft.

Die Forscher wiesen ein abnormales Wachstum der Gehirnzellen und erhöhte Entzündungsparameter im Gehirn der Jungratten, die der erhöhten Luftverschmutzung ausgesetzt waren, nach. „Auch wenn die Veränderungen nur subtil waren“, so die Wissenschaftler, „konnten wir diese nachweisen, obwohl sich der Verschmutzungsgrad der Luft innerhalb gesetzlicher Regeln befand“.

Vor dem Hintergrund zusätzlicher umweltbedingter und genetischer Faktoren, so die Forscher weiter, ist davon auszugehen, dass die Luftverschmutzung auch beim Menschen einen Effekt auf das sich entwickelnde Gehirn hat die mit neurologischen Entwicklungsstörungen verbunden sein könnten.

Referenz:
Effects of early life exposure to traffic-related air pollution on brain development in juvenile Sprague-Dawley rats, Translational Psychiatry, 10: 166 (2020)
https://www.nature.com/articles/s41398-020-0845-3

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Genetik Pädiatrie Therapie Wissenschaft

Erste erfolgreiche Gentherapie bei Duchenne

Die Muskeldystrophie des Typs Duchenne (DMD) ist die häufigste muskuläre Erbkrankheit bei Kindern und zwingt sie oft schon vor dem 12. Lebensjahr in den Rollstuhl. Die Lebenserwartung der Kinder ist stark eingeschränkt.

Forscher des Nationwide Children`s Hospital, Ohio, haben eine Gentherapie entwickelt, die erstmals nicht im Tiermodell, sondern am Menschen eingesetzt wurde. Ihre Erkenntnisse nach einem Jahr wurden jetzt veröffentlicht und die ersten Ergebnisse zeigen eine deutliche Funktionsverbesserung gegenüber der Standardtherapie.

Damit Muskeln sich regenerieren, ist Dystrophin nötig. Menschen mit DMD fehlt dieses Protein aufgrund von Mutationen des für die Dystrophinbildung zuständigen Gens. Dadurch bilden sich bei ihnen bereits aufgebaute Muskelzellen mit der Zeit zurück, die Muskulatur wird durch Binde- oder Fettgewebe ersetzt und die Muskeln werden im Krankheitsverlauf schwächer. Um den fehlerhaften Genabschnitt zu ersetzen, wurden virale Vektoren eingesetzt, die mit einer Kurzversion dieses Gens bestückt wurden. Die Verabreichung der Vektoren erfolgte über eine Infusion.

Bei allen vier der bisher behandelten Kindern zeigten sich funktionelle Verbesserungen, allerdings in unterschiedlichen Ausmaß. Die Studie wird ein weiteres Jahr fortgesetzt.

Referenz:
Assessment of Systemic Delivery of rAAVrh74.MHCK7.micro-dystrophin in Children With Duchenne Muscular Dystrophy,
https://jamanetwork.com/j…/jamaneurology/fullarticle/2767086

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Chirurgie Pädiatrie Wissenschaft

Simulation von invasiven Eingriffen bei Kindern an 3D-Modellen

Das Comprehensive Center for Pediatrics der MedUni Wien entwickelt patientenspezifische Simulationsmodelle mittels 3D-Druck, die für behandelnde Ärzte eine bessere Planung und Simulation, sowie ein Training von invasiven bzw. chirurgischen Eingriffen an Kindern im Vorfeld ermöglichen und so die Sicherheit der jungen Patienten erhöhen sollen.

In diesem interdisziplinären Forschungsprojekt werden kindliche Anatomien und individuelle Pathologien mithilfe von 3D-Ultraschall, CT und MRT als exakte digital Modelle rekonstruiert und mittels Additiver Fertigung im „3D-Druck“ in anatomische Modelle umgesetzt.

Anhand dieser Modelle lassen sich chirurgische Eingriffe wie etwa die Operation nach einer Hirnblutung bei Frühgeborenen simulieren und ermöglichen eine rasche und unkomplizierte Abbildung der Hirnstrukturen und des betroffenen Gebiets, z.B. des Ventrikelsystems im Gehirn. „Dieses Modell bietet dann den behandelnden Neurochirurgen die Vorlage für die Planung des effektivsten und schonendsten operativen Eingriffs“, erklärt der Neonatologe Michael Wagner.

Zukünftig sollen neben den gedruckten 3D-Modellen auch Modelle mithilfe von Virtual/Augmented Reality zur einfacheren Interaktion dargestellt werden können.

Referenz:
Medizinische Universität Wien
https://www.meduniwien.ac.at/…/invasive-eingriffe-bei-kind…/

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