ARISE

Erkrankungen des Nervensystems (ZNS), wie Schlaganfall und entzündliche ZNS-Erkrankungen, Depressionen sowie komplexe Phänomene wie chronischer Schmerz sind häufig und stellen eine immense Belastung dar. Wir nehmen an, dass diese Erkrankungen durch die multifaktorielle Interaktion zwischen Organismus und Umwelt entstehen. Der Begriff „Umwelt“ ist dabei weit gefasst und umfasst alle physischen, psychischen und sozialen Umweltfaktoren. Neben atmosphärischen Einflussgrößen, wie Wetterextremen (z.B. Hitzewellen) und Luftschadstoffen (z.B. Feinstaub) und ihren Veränderungen unter dem Klimawandel, müssen auch die sich stetig verändernden Anforderungen, denen Menschen ausgesetzt sind, berücksichtigt werden. Dazu zählen Digitalisierung, steigende Mobilität, Veränderungen der Arbeitsumgebung (z.B. Stress, Lärm), der Einfluss von erzwungener Migration (z.B. Krieg, Umweltkatastrophen), aber auch ein sich ändernder Lebensstil (z.B. Überangebot an Nahrung und zunehmende Bewegungsarmut) sowie die Folgen der SARS-CoV-2-Pandemie und der Einfluss von Suchtmitteln als Noxen. Viele umweltbedingte Erkrankungen sind Volkskrankheiten und trotz des immensen Fortschritts der Einzeldisziplinen ist die Forschung an den Schnittstellen zwischen Klinik, Umweltmedizin, Grundlagenmedizin und datenbasierter Medizin weiterhin wenig im Fokus. Gründe hierfür sind das noch unzureichende gemeinsame Interesse von klinischer Versorgung und Forschung an umweltbedingten Erkrankungen, fehlende umweltbezogene präventive und therapeutische Ansätze sowie das Fehlen von qualifizierten Ärztinnen und Ärzten mit ausreichender Forschungs- und Translationskompetenz. Dies ist als kritisch zu werten in einer Zeit, in der große gesellschaftliche Herausforderungen durch Klima- und Umweltveränderungen bestehen und immer mehr Datenmodalitäten und Datenmodelle integriert werden müssen. Das zentrale Anliegen des EKFS-Forschungskollegs Augsburger Nachwuchsprogramm für Organismus, Nervensystem und Umwelt (ARISE) ist es, diese Lücke zu schließen und Ärztinnen und Ärzten in translationaler, datenbasierter, experimenteller und klinischer Forschung in einem dreijährigen Programm zu Clinician Scientists auszubilden. Das Forschungskolleg integriert dabei beide wissenschaftlichen Schwerpunkte der medizinischen Fakultät: Environmental Health Sciences und Medical Information Sciences.

 

 

Abbildung 1: ARISE Curriculum

Wissenschaftler:innen

Prof. Dr. med. Nina Ditsch
Professorin für Operative und Konservative Senologie
Frauenheilkunde
  • Telefon: +49 (0) 821 400-165809
  • E-Mail:
  • (Gebäude Medizinische Fakultät)

Methoden:

  • Grundlagenforschung mit Fokus Mammakarzinom
  • Klinische Studien (inkl. Frühe Phasen)
  • Klinische Kohorten
  • Versorgungsforschung

 

Inhalte:

  • Versorgungsprojekt mit Fokus Arzt-Patientenkommunikation
  • Entstehung von Seromen nach operativem Eingriff an der Brust
  • KI-basierte Bestimmung von Restdrüsengewebe nach Mastektomie
  • Die Rolle von Thyroidrezeptoren und Thyroidsignalweg beim Mammakarzinom
Prof. Dr. Volker Eulenburg
Professor für Translationale Anästhesiologie und Intensivmedizin
Anästhesiologie und Operative Intensivmedizin
  • Telefon: +49 821 598 - 2069
  • E-Mail:
  • (Gebäude Universitätsklinikum Augsburg - Hauptgebäude)

Methoden:

  • Verhalten von Kleinnagern
  • Schmerzmodelle in Kleinnagern
  • Histologische Untersuchungen an Hirngewebe
  • Biochemische Methoden
  • Elektrophysiologie an Zellen und akuten Schnittpräparaten

 

Inhalte:

  • Mechanismen zur Chronifizierung von Schmerzen
  • Neuartige Therapien für die Behandlung von chronischen Schmerzen
  • Hemmende Neurotransmission in Rückenmark und Hirnstamm
Lehrstuhlinhaberin
Biochemie und Molekularbiologie
  • Telefon: +49 (0) 821 598-71014
  • E-Mail:
  • Raum A-EG-021 Neusäß (Gebäude Universitätsmedizin Augsburg / Gutenbergstraße 7)

Methoden:

  • Proteinanalyik (u.a. mitels Western Blot und Immunfluoreszenz)
  • RNA und DNA-Analyik, inklusive qPCR
  • FACS
  • Metabolische Analysen in Zellen mitels Seahorse Technologie
  • CRISPR/Cas9 und RNAi Technologien
  • Verschiedene Zellkutur-basierte Modellsysteme

 

Inhalte:

  • Physiologische Funkton der SPP/SPPL Proteasen, insbesondere im Kontext von Tumorentwicklung und -metastasierung, Entwicklung des Immunsystems sowie der Metabolisierung von Nährstoffen
  • Substraterkennung und -prozessierung durch Intramembran-Aspartyl-Proteasen
  • Identfizierung von Intramembran-Aspartyl-Protease-Inhibitoren
  • Unterschiede und Gemeinsamkeiten von Intramembran-Proteasen
Lehrstuhlinhaber
Psychiatrie und Psychotherapie
  • Telefon: +49 (0) 821 4803-1001
  • E-Mail:
  • (Gebäude Bezirkskrankenhaus Augsburg)

Methoden:

  • Evidenzbasierte Psychiatrie und Psychotherapie
  • Klinische Studien
  • Klinische Kohorten
  • Nicht invasive transkranielle Hirnstimulation
  • Versorgungsforschung
  • Verschiedene Statistische Verfahren
  • Qualitative Methoden
  • Leitlinienerstellung

 

Inhalte:

  • Zusammenhang zwischen Stress und dem Verlauf affektiver und nicht-affektiver Psychosen
  • Umwelteinflüsse auf psychische Krisen
  • Cannabis als modulierbarer Umweltfaktor für den Verlauf affektiver und nicht-affektiver Psychosen
  • Frühe Traumatisierung und Stresserleben als Risikofaktor für die Entwicklung psychischer Erkrankungen
Inhaberin des Lehrstuhls
Regionaler Klimawandel und Gesundheit
  • Telefon: +49 821 598 71022
  • E-Mail:
  • Raum EG A011 (Gebäude Universitätsmedizin Augsburg / Gutenbergstraße 7)

Methoden:

  • Statistische Modellierung von Klima- und Umweltfaktoren
  • Evidenzbasierte Environmental Health Sciences
  • Prozessstudien 
  • Statistisches Downscaling 

 

Inhalte:

  • Klimatologie
  • Regionaler/ lokaler Klimawandel
  • Urbane Räume
  • Temperaturextreme, Hitzewellen, thermische Belastung
  • Anthropogene Luftinhaltsstoffe
  • Klima- und Umweltfaktoren vektorübertragener Krankheiten
  • Stadtökologie
  • Humanbiometeorologie
  • Zirkulationsdynamik
Prof. Dr. Axel R. Heller
Lehrstuhlinhaber
Anästhesiologie und Operative Intensivmedizin
  • Telefon: +49 821 400 - 2371
  • E-Mail:
  • (Gebäude Universitätsklinikum Augsburg - Hauptgebäude)

Methoden:

  • Klinische Studien
  • Modellierung
  • Simulation

 

Inhalte:

  • Frühwarnsysteme für kritische Patientenereignisse in variablen Umgebungen
  • Priorisierungsverfahren für die Patientenbehandlung bei Großschadenslagen und im militärischen Umfeld
  • KI-basierte Prognose- und Optimierungsverfahren in Assistenzsystemen zur effektiven und effizienten Steuerung der Intensivkapazität in deutschen Krankenhäusern
  • Bedeutung von Omega-3 Fettsäuren in der klinischen Ernährung
Prof. Dr. Ludwig Christian Hinske
Lehrstuhlinhaber
Datenmanagement und Clinical Decision Support
  • Telefon: +49 821 400 - 9521
  • E-Mail:
  • (Gebäude Universitätsmedizin Augsburg / Gutenbergstraße 7)

Methoden:

  • Künstliche Intelligenz (shallow learning, deep learning, large language models)
  • Interoperabilität und Standards
  • Datenmanagement und -integration
  • Clinical Decision Support
 

Inhalte:

  • Aufbau föderierter Datenplattformen zur Forschung und Qualitätssicherung
  • Einsatz der Methoden künstlicher Intelligenz zur Therapieoptimierung 
  • Klinische Implementierung von CDS-Systemen
  • Entwicklung digitaler Infrastrukturen zur Früherkennung poststationärer Komplikationen
  • Künstliche Intelligenz in der Notfallmedizin
Inhaberin Lehrstuhl für Umweltmedizin
Umweltmedizin
  • Telefon: +49 821 598 6424
  • E-Mail:
  • Raum 032 (Gebäude Universitätsklinikum Augsburg, Verwaltungsgebäude 3)

Methoden:

  • Räumliche und Zeitliche Analysen zur Untersuchung von geografischen Mustern von Umweltbelastungen und konkreten gesundheitlichen Auswirkungen  Mehrdimensionale Analysen mit Exposome und Multiomics (insbesondere Mikrobiom, Proteom, Metabolome)
  • Epidemiologische Studien: Registerstudien, Longitudinale-Panel-Studien mit Exposom-Messungen (z.B: Personal-Samplers)
  • Erforschung von Prädiktiven Biomarkern aus gering-invasiven Bioproben-Quellen bei atopischen Erkrankungen (Allergien, Neurodermitis) und Virusinfektionen
  • Komplexe Kokultur-Zell-Modelle: In vitro Zell-Modelle (z.B. 3D/2D Haut/Schleimhaut), Mixed lympocyte-cultures

 

Inhalte:

  • Molekulare Mechanismen von Umwelt-Mensch Interaktionen mit Fokus auf atopische Erkrankungen (Allergien/Neurodermitis)
  • Analyse des Einflusses von komplexen Umweltfaktoren auf Pandemie-Geschehen
  • Epithelial barrier hypothesis – Funktionell-molekulare Grundlagen der schädigenden Wirkung von Umweltfaktoren auf Grenzflächen und Entwicklung von Präventiv-Konzepten
  • Gesundheitsrisikobewertung (insbesondere Biodiveristätsverlust und Klimawandel) und Politikberatung
Lehrstuhlinhaber
Model-based Environmental Exposure Science
  • Telefon: +49 821 598-3080
  • E-Mail:
  • Raum Geb. 10 (317) (Gebäude SHS)

Methoden:

  • Hochaufgelöste Computermodelle für Luftschadstoffe, Wetter und Klima
  • Agentenbasierte Modellierung menschlicher Aktivität
  • Numerische Modelle der pathophysiologischen Wirkmechanismen (Lungendepositionsmodell)
  • Tragbare Meßgeräte zur Messung von Umwelt- und Gesundheitsparametern (Personal Exposure Monitors, PEM)

 

Inhalte:

  • Raumzeitliche Modellierung und Messung der Exposition gegenüber multiplen Umweltfaktoren im Aussen- und Innenraum (Exposomforschung)
  • Abschätzung und Vorhersage zukünftiger Krankheitslasten (Szenarienmodelle, Health Impact Assessments)
  • Interaktionen saluto- und pathogenetischer Umweltfaktoren (Multiexpositionsforschung)
  • Mechanistisches Verständnis von Wirkmechanismen der Umwelt auf die Gesundheit
  • Auswirkungen von Luftschadstoffen, speziell Feinstaub, auf die menschliche Gesundheit
Lehrstuhlinhaber
Anatomie und Zellbiologie
  • Telefon: +49 (0) 821 598 - 2070
  • E-Mail:
  • Raum 1004 (Gebäude Sigma-Technopark Gebäude 10)

Methoden:

  • Neuroanatomie
  • Grundlagenforschung
  • Modelorganismen

 

Inhalte:

  • Mechanismen umweltbedingter Stoffwechselstörungen
  • Metabolismus- und umweltabhängige Dynamik intrazellulärer Organellen in neuralen und neuroendokrinen Schaltkreisen
  • Mikroglia-abhängiges Remodeling im Hypothalamus
Lehrstuhlinhaberin
Medizinische Psychologie und Soziologie
  • Telefon: +49 (0) 821 598-3720
  • E-Mail:
  • Raum 4-7128 (Gebäude Medizinische Fakultät)

Methoden:

  • Experimentelle Schmerzforschung
  • Multimodale Biosignale
  • Mimik Analysen

 

Inhalte:

  • Umwelteinflüsse auf Alter und Schmerz
  • Einfluss von psychosozialen Stressoren auf das Schmerzerleben
  • Einfluss von Stimmung, Kognition und Schlaf auf Schmerzerleben und- kommunikation
Univ.-Prof. Dr.oec.troph.habil. Jakob Linseisen
Lehrstuhlinhaber
Epidemiologie
  • Telefon: 0821/598-6471
  • E-Mail:
  • Raum 245 (Gebäude Universitätsklinikum Augsburg, Verwaltungsgebäude 3)

Methoden:

  • Durchführung von epidemiologischen Beobachtungsstudien: bevölkerungsbasierte Studien und Studien mit Patienten;
  • Statistische Methoden zur Analyse von Einflussfaktoren und Prädiktoren für die Entstehung und den Verlauf von Krankheiten;
  • Durchführung von Metaanalysen und Mendelian Randomization-Studien.

 

Inhalte:

  • Der Fokus liegt auf Krankheiten des Herz-Kreislaufsystems (Herzinfarkt, Schlaganfall, Lungenembolie) und Stoffwechselkrankheiten (Adipositas, Typ 2-Diabetes); 
  • Von besonderem Interesse sind Einflussfaktoren wie Lebensqualität, Ernährung, Charakteristika des Immunsystems ebenso wie psychische Faktoren und Begleitkrankheiten;
  • Nutzung von Biomarker-Daten (inklusive Omics-Daten) zur Beschreibung und Aufklärung (patho-)physiologischer Prozesse. 
  • Identifizierung von Hoch-Risikogruppen zur Entwicklung von gezielten Präventionsmaßnahmen
Inhaberin Professur für Physiologie
Physiologie
  • Telefon: +49 (0)821 598 - 71174
  • E-Mail:
  • Raum 1006 (Gebäude Sigma-Technopark Gebäude 10)

Methoden:

  • Verschiedene vorklinische Modelle kardiovaskulärer Erkrankungen (z.B. Schlaganfall, Myokardinfarkt, Bluthochdruck, Dyslipidämie)
  • Nicht-invasive Bildgebung (MRT, SPECT-CT, PET)
  • Verschiedene molekularbiologische Techniken (inkl. Durchflusszytometrie)
  • Sphingolipid-Quantifizierung (Massenspektrometrie)

 

Inhalte:

  • Kardiovaskuläre Grundlagenforschung & Modellierung kardiovaskulärer Erkrankungen
  • Wechselwirkungen zwischen Immunsystemaktivierung und kardiovaskuläre Gesundheit
  • Einfluss kardiovaskulärer Erkrankungen auf Zielorgane
  • Sphingosin-1-phosphate Signalweg Veränderungen im kardiovaskulären System in Krankheit und Gesundheit
  • Organsystem-Interaktionen und Chronizität

Methoden:

  • Evidenzbasierte Neurochirurgie 
  • Klinische Studien
  • Versorgungsforschung
  • Digitale Assessments 
  • Outcome Prädiktoren
  • Tiermodelle (in Kooperation) – Beispiel: Modell Gefäßregulation
  • Navigierte transkranielle Hirnstimulation bei intrakraniellen Prozessen 

 

Inhalte:

  • Zusammenhang zwischen Umweltfaktoren und neurochirurgischen Krankheitsbildern 
  • Umwelteinflüsse auf postoperativen Verlauf neurochirurgischer Patientinnen und Patienten 
  • Translationale Neurochirurgie 
Prof. Dr. med. Markus Naumann
Lehrstuhlinhaber
Neurologie
  • Telefon: +49 (0) 821 400-2991
  • E-Mail:
  • (Gebäude Universitätsklinikum Augsburg - Hauptgebäude)

Methoden:

  • Klinische Studien
  • Klinische Kohorten

 

Inhalte:

  • Zusammenhang zwischen Umweltfaktoren und Entstehung eines Schlaganfalls
  • Umweltbedingte Prognosefaktoren für das Outcome nach Schlaganfall
  • Lebensqualität bei Schlaganfall
  • Versorgungsforschung
Direktor des Instituts für Allgemeinmedizin und Lehrstuhlinhaber
Allgemeinmedizin
  • Telefon: +49 (0) 821 400 9560
  • E-Mail:
  • (Gebäude Universitätsmedizin Augsburg / Gutenbergstraße 7)

Methoden:

  • Methoden der qualitativen Sozialforschung
  • Vergleichende Beobachtungsstudien

 

Inhalte:

  • Versorgungsforschung zu zukunftsfähigen und nachhaltigen Versorgungskonzepten
  • Versorgungsforschung von Behandlungspfaden von Menschen mit chronischen Erkrankungen (und dem Einfluss von Wetterextremereignissen) 
  • Lehrforschung zur Kompetenzentwicklung von Ärzt:innen zu unterschiedlichen Karrierezeitpunkten (auch in Bezug auf Planetary Health)
  • Implementierungsforschung zu Motivatoren und Barrieren ärztlicher Karriereentscheidungen und Transformationsprozessen
Professorin für Molekulare Zellbiologie
Biochemie und Molekularbiologie
  • Telefon: +49 (0) 821 598-71116
  • E-Mail:
  • Raum 1.03.50 (Gebäude Business Campus München)

Methoden:

  • Isolation und molekulare Charakterisierung extrazellulärer Vesikel aus Geweben, Zellkulturen und Körperflüssigkeiten mithilfe verschiedener Methoden wie differentieller Ultrazentrifugation, Größenausschluss-Chromatographie, Immunpräzipitation und Nanoparticle Tracking Analysis (NTA)
  • Anwendung unterschiedlicher Techniken und Modelle zur funktionellen Untersuchung von extrazellulären Vesikeln
  • Verwendung zellbiologischer, biochemischer und molekularbiologischer Methoden, darunter genetische Modifikationen von Zellen, Polymerase-Kettenreaktion (PCR), Western Blot, Enzyme-linked Immunosorbent Assay (ELISA), quantitative RNA- und micro RNA-Analysen einschließlich RNA-Sequenzierung und single nuclei RNA-Sequenzierung.
  • Durchführung von Proteomanalysen zur Erforschung der Proteinzusammensetzung von extrazellulären Vesikeln 
  • Anwendung mikroskopischer Techniken wie Fluoreszenzmikroskopie, Konfokalmikroskopie und Laser-Capture Mikrodissektion zur Visualisierung und Analyse von Pathologien.
  • Biomarker-Validierung in klinischen Proben.
  • Metabolische Phänotypisierungen in verschiedenen prä-klinischen Modellen.

 

Inhalte:

  • Untersuchung der molekularen Wirkung von extrazellulären Vesikeln (EV) auf die Entstehung und den Verlauf von metabolischen Erkrankungen wie Adipositas, Typ-2 Diabetes und deren Folgeerkrankungen.
  • Entwicklung von EV-basierten Biomarkern zur klinischen Diagnose umweltbedingter Erkrankungen.
  • Wirkstofferprobung in prä-klinischen Krankheitsmodellen, einschließlich solcher für die diabetische Nephropathie. 
Sektionsleiter
Psychiatrie und Psychotherapie
  • Telefon: +49 (0) 821-4803-0
  • E-Mail:
  • (Gebäude Bezirkskrankenhaus Augsburg)

Methoden:

  • Metaanalysen
  • Clinical Deep Phenotyping
  • optische Kohärenztomographie (OCT) und Elektroretinographie (ERG) bei psychischen Erkrankungen

 

Inhalte:

  • Liquorbasierte Biomarkerforschung bei psychotischen Störungen
  • Dysfunktion der Blut-Hirn-Schranke und inflammatorische Prozesse bei psychotischen Störungen
  • Therapieresistente Schizophrenie
Professor für Zelluläre Neuroanatomie
Anatomie und Zellbiologie
  • Telefon: +49 (0) 821 598-2798
  • E-Mail:
  • Raum 1005 (Gebäude Sigma-Technopark Gebäude 10)

Methoden:

  • Konfokale Lasermikroskopie 
  • Durchflusszytometrie
  • Molekularbiologie

 

Inhalte:

  • Mikroglia und ZNS-assoziierte Makrophagen
  • Retinale Mikroglia und Makrophagen des Auges
  • Neuroinflammation
  • Altersbedingte Makuladegeneration 

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