All posts by : Karin Janz

In Zusammenarbeit mit der Humanpathologie untersuchen wir am Institut für Tierpathologie Prostata- und Blasenkrebsgewebe von Mensch und Tier histologisch, um die Ursache und den Verlauf von Krebs besser zu verstehen. Hauptziel ist dabei die Identifikation von neuen Tumormarkern zur Förderung der Früherkennung und Verbesserung der therapeutischen Möglichkeiten.

Die pathologische Gewebeuntersuchung stellt eine der wichtigsten Disziplinen der Präzisionsmedizin dar und hat durch die Anwendung von Künstlicher Intelligenz (Artificial Intelligence; AI) noch mehr an Bedeutung gewonnen. Mittels AI können nicht nur bereits bekannte Tumormarker genauer charakterisiert werden, sondern auch Gewebemuster neu entdeckt werden, welche von blossem menschlichen Auge nicht als solche wahrgenommen oder sich nicht objektiv messen lassen würden. Begeistert von den Möglichkeiten, wenden wir mittlerweile AI Histologie routinemässig an und konzentrieren uns dabei auf i) die qualitative und quantitative Untersuchung von Tumormorphologie und krebsassoziierter Entzündungsreaktion und ii) die Evaluierung von Tiermodellen (Maus, Hund) für Prostata- und Blasenkrebs beim Mensch. Auf diese Weise konnten wir zeigen, dass eine genetische Variation (BRAF Mutation), welche häufig bei caninem Blasen- und Prostatakrebs vorkommt, mit einer bestimmten Tumormorphologie korreliert. Dadurch verstehen wir mittlerweile nicht nur die Bedeutung dieser genetischen Veränderung besser, sondern können auch ein Tool entwickeln, welches den Mutationsstatus auf einem Gewebeschnitt voraussagen kann.

Für die Mitfinanzierung der AI Histologie Software (Visiopharm, Hørsholm Denmark) hat uns die UniBern Forschungsstiftung grosszügig mit CHF 15’000 unterstützt. Damit kann nun Gewebe von diesem und auch anderen Projekten qualitativ und quantitativ effizient und präzise ausgewertet werden.

Dr. Simone de Brot
Prof. Dr. Sven Rottenberg

Institut für Tierpathologie

itpa.vetsuisse.unibe.ch

The knowledge on infectious disease etiologies in companion animals is constantly growing; however there is still a high proportion of animals with severe disease in which the pathogen remains undetermined. This is in particular the case for infectious diseases of the nervous system. i.e of encephalitis. In this project, we applied cutting-edge sequencing technologies, so-called high-throughput- sequencing (HTS), and big data analysis by bioinformatics (metagenomics) to elucidate the origin of viral brain infections in dogs. We analyzed retrospectively brain tissue samples of dogs that showed severe neurological disease and a neuropathological disease phenotype of a virus infection (n=50), in which the cause of the disease remained undetermined. Our results revealed that the prevalence of Tick-Borne Encephalitis virus (TBEV; 16 cases), a virus transmitted by ticks, which also affects humans, is a common cause of encephalitis in dogs. We conclude that the prevalence of TBEV infection in dogs remained largely underestimated. Moreover, we found two cases of infections with canine vesivirus, a virus that has not been associated with neurological diseases so far, which will need further investigations. These results shed new light on the nature and frequency of neuroinfectious diseases in companion animal. They will ultimately contribute to improved prophylactic and therapeutic measures.

The Berne University Research Foundation provided the funding to purchase a PCR Thermocycler and a laboratory -80°C freezer. Both instruments were indispensable for this study and served for the confirmation of metagenomic viral hits by conventional PCR and sequencing techniques, and for on-site immediate and short-term storage of DNA and RNA tissue extracts.

Prof. Dr. Torsten Seuberlich
Dr. Michel C. Koch

Division of Neurological Sciences, Vetsuisse Faculty, University of Bern

dns.vetsuisse.unibe.ch

Ca. 10 Millionen Menschen weltweit sterben jährlich an unterschiedlichen Krebserkrankungen und die Tendenz ist steigend. Daher suchen nationale und internationale Wissenschaftler nach neuen oftmals personalisierten Therapieformen und arbeiten daran, pathophysiologische Signalwege in der Krebszelle zu verstehen.

In der Vergangenheit wurden hierfür oftmals 2D Zellsysteme und Daten aus Versuchstieren herangezogen. Das Leben ist nicht 2D und eine Maus ist kein Mensch.

Mit dem Echo Revolve Fluoreszenzmikroskop sind wir in der Lage, unsere Untersuchungen an sogenannten 3D Tumorspheroiden durchzuführen. Hierfür verwenden wir Tumorspheroide, welche wir aus humanen Krebszellen generieren. Insbesondere können wir jetzt die Auswirkungen von pharmakologischen Behandlungen von Tumorzellen in einem physiologischen (3D) Setting untersuchen. Mit dem Echo Revolve können wir die Wirksamkeit von Inhibitoren verschiedener Targetmoleküle im Tumorspheroid untersuchen. Es ist dabei für uns mittlerweile unerlässlich zur Analyse der aus dem Tumospheroid auswachsenden (migrierenden Zellen), da die Migration von Krebszellen in das umliegende Gewebe den ersten Schritt der Metastasenbildung darstellt.

Das Echo Revolve wurde/wird in folgenden SNSF Projekten eingesetzt:

• NCCR TransCure: From transport physiology to identification of therapeutic targets
• Transient receptor potential melastatin-4 channel (TRPM4) in colorectal cancer
• Investigation of TRPM4 mediated exocytosis in colorectal cancer cell migration and evaluation of novel TRPM4 blockers in cancer hallmark functions in 2D/3D cellular systems

Die Abbildung zeigt das neue Echo Revolve und einen Tumorspheroid aus humanen Prostatakrebszellen in dem lebende (grün) und tote Zellen (rot) mit unterschiedlichen Fluoreszenzfarbstoffen angefärbt wurden. Die Zellkerne wurden blau angefärbt.

Prof. Dr. Christine Peinelt

Institute for Biochemistry and Molecular Medicine

www.ibmm.unibe.ch

SARS Infekte während der Pandemie 2003 gingen mit vermehrtem Auftreten von Lungenfibrose einher. Zu Beginn der COVID-19 Pandemie wurden daher vermehrt Lungenfibrosepatienten erwartet. Zudem sind ältere Menschen eher von schweren Verläufen betroffen. Bei anderen Formen der Lungenfibrose wurde das Alter ebenfalls als Risikofaktor identifiziert. Die zugrundeliegenden Mechanismen sind nicht vollständig erklärt.

PCLS (precision cut lung slices) sind ex vivo Modelle der menschlichen Lunge, die eine genauere Untersuchung der Pathomechanismen ausserhalb des menschlichen Körpers erlauben. Das Zusammenspiel der Zellen in der Lunge kann erforscht werden. Zudem sind auch medikamentöse Testungen neuer oder bekannter Therapien mit neuer Anwendung ohne Gefahr für den Menschen möglich.

Das aktuelle Projekt untersucht im Speziellen die Auswirkungen von COVID-19 Infekten und Alterungsprozessen auf die Lunge, sowie eine mögliche Fibrosierung in der Folge. Medikamente, die hemmende Effekte auf eine Lungenfibrosierung haben, werden in diesen PCLS getestet.

Die Unterstützung durch die UniBern Forschungsstiftung hat die Anschaffung eines sogenannten Vibratoms erlaubt. Hiermit werden diese Gewebsschnitte zu Forschungszwecken aus Lungengewebe angefertigt.

Prof. Dr. med. Manuela Funke-Chambour, Chefärztin

Universitätsklinik für Pneumologie, Inselspital

www.pneumologie.insel.ch

Trotz Fortschritten in der Therapie in den letzten Jahren stellen chronische Infektionen mit Viren wie HIV und den Hepatitis (B/C) Viren immer noch eine erhebliche Belastung für die Gesundheit der Patienten und für die Gesundheitssysteme dar. Diese verschiedenen Erkrankungen sind häufig mit einer funktionellen Beeinträchtigung erregerspezifischen Immunzellen, der sogenannten zytotoxischen T-Zellen, verbunden. Eine solche T-Zell-“Erschöpfung” führt zu einer persistierenden Infektion, die zu Krankheitskomplikationen, einschließlich Leberkrebs, führen kann.

In den letzten Jahren wurden Therapien entwickelt, die die T-Zell-Erschöpfung mit Hilfe von Immun-Checkpoint-Inhibitoren (ICI) rückgängig machen können. ICI wurden bereits erfolgreich bei Krebspatienten eingesetzt und werden derzeit bei chronisch infizierten Personen untersucht. Allerdings werden ICI-basierte Behandlungen oft von schweren immunbezogenen Nebenwirkungen begleitet. Daher sollten andere immun-regulatorische Moleküle als alternative Zielmoleküle für ICI identifiziert und charakterisiert werden, deren therapeutische Hemmung weniger unerwünschte Nebenwirkungen hervorruft als die derzeitigen Checkpoint-Blocker.

Anhand eines etablierten Modells der chronischen Virusinfektion haben Mitarbeitende im Labor von Prof. Ph. Krebs (Institut für Pathologie) kürzlich festgestellt, dass der purinerge Signalweg – der durch von Zellen freigesetzte purinerge Mediatoren, wie Adenosintriphosphat (ATP) und Adenosin aktiviert wird – für die virusspezifische T-Zell-Antwort und die Kontrolle des Erregers wichtig ist.

Mit der Unterstützung von 1’640 CHF der UniBern Forschungsstiftung konnte ein Satz von Mehrkanalpipetten gekauft werden, der uns sowohl die Vorbereitung der T-Zellen für eine Analyse mit Durchflusszytometrie wie auch die Bestimmung des Virustiters mit Hilfe eines «Plaque-Assays» vereinfacht und verbessert.

So können wir jetzt effizienter messen, wie in unserem Modell der purinerge Signalweg die spezifische T-Zell Antwort und die Kontrolle des Virus beeinflusst.

Prof. Dr. Philippe Krebs

Institute of Pathology

www.pathology.unibe.ch, Group Krebs

Am Institut für Bienengesundheit erforschen wir mögliche positive Effekte unterschiedlicher Nahrungssupplemente (z.B. Mikronährstoffe wie Vitamine, Probiotika, Pflanzenbestandteile) auf relevante Gesundheitsparameter von Honigbienen Arbeiterinnen. Das übergeordnete Ziel des Projekts ist die Entwicklung eines Nahrungszusatzes, der die Honigbienenvölker bei der erfolgreichen Überwinterung unterstützt.

Das Trockengewicht von Arbeiterinnen ist ein wichtiger Indikator für den Gesundheitszustand einer Biene und ist im Vergleich zum Lebendgewicht wesentlich präziser. Der Trocknungsprozess der experimentellen Bienen kann mit einem Gefriertrockner (Abbildung 1) in einem standardisierten und, mit mehreren hundert Einzelbienen gleichzeitig, effizienten Verfahren durchgeführt werden (Abbildung 2). Der Vergleich der Trockengewichte der mit unterschiedlichen Supplementen gefütterten Arbeiterinnen zeigt auf, welche Substanzen einen positiven Einfluss auf die Gesundheit der Honigbienen haben. Neben der direkten Nutzung des Trockengewichts als eigenständiger Messwert stellt das Trocknen auch ein notwendiger Schritt für weitere Analysen wie die Fettsäureprofilbestimmung im Fettkörper der experimentellen Arbeiterinnen dar. Der Einsatz des Gefriertrockners (Abbildung 3) führte dadurch zu interessanten Erkenntnissen über den physiologischen Einfluss der getesteten Supplementen.

Weitere geplante Einsatzmöglichkeiten des Gefriertrockners sind die Herstellung von Supplementen durch Trocknen der Rohsubstanzen, beispielsweise Pflanzenbestandteile oder Probiotika aus eigens im Labor gezüchteten Darmbakterien von Honigbienen für weitere Versuche.

Unterstützung durch die UniBern Forschungsstiftung

Die UniBern Forschungsstiftung hat uns einen Labor-Gefriertrockner mit einer Vakuumpumpe im Wert von CHF 13’415.— finanziert. Dank dieser grosszügigen Unterstützung konnten wir unsere Effizienz beim Trocknen der experimentellen Bienen massgeblich erhöhen und werden das Gerät zukünftig auch für weitere Methoden im Projekt zur optimierten Bienenernährung einsetzen.

Dr. Gina Retschnig
Prof. Dr. Peter Neumann

Institut für Bienengesundheit

www.bees.unibe.ch