Christian Humpel macht vor, dass Beständigkeit und Vielseitigkeit einander nicht ausschließen müssen. Fast seine ganze Forscherkarriere hat er in Innsbruck verbracht, wo er Biologie studierte und bei Alois Saria seine Dissertation gemacht hat. Nach einem Forschungsaufenthalt am Karolinska Institut in Stockholm ¬(bei Lars Olson) – auf den eine hochrangige Science-Publikation zurückgeht – hat er sich unter Hartmann Hinterhuber an der Psychiatrie I habilitiert. Seit 1998 leitet er das Psychiatrische Forschungslabor und hat parallel das Demenzroutinelabor (zertifiziert nach ISO 9001:2015) aufgebaut. Seit 2019 ist er Universitätsprofessor für Experimentelle Psychiatrie. Dabei widmete er den größten Teil seiner wissenschaftlichen Laufbahn der Erforschung der Alzheimer Krankheit. Zusätzlich führte er parallel von 2019 bis 2024 sein drittes Labor, das Psychopharmaka-Screening-Labor, wo er rund 10.000 Analysen von 40 verschiedenen Medikamenten durchführte. Er publizierte rund 250 Forschungsarbeiten, und bildete 16 PhD-StudentInnen aus.

Der Tiroler, der sich beim Orientierungslauf in der Natur fit hält, sucht dabei immer neue Wege zum Ziel, und näherte sich auch der Alzheimer-Forschung immer wieder aus unterschiedlichen Richtungen. Für seine vielseitigen Ansätze und Methoden wurde er mit einer Reihe von Preisen ausgezeichnet, besonders hervorzuheben sind der Staatspreis für Alternativen zum Tierversuch, der Otto Loewi Preis der Österreichischen Neurowissenschaftlichen Gesellschaft und der Novartis Preis für Medizin. Im Februar erhielt er nun an der Medizinischen Universität Innsbruck den Dr. Johannes und Hertha Tuba Preis für sein Lebenswerk. Alex Hofer, Direktor der Univ.-Klinik für Psychiatrie I, freute sich in seiner herzlichen und unterhaltsamen Laudatio, dass „dieser Lebenswerk-Preis an einen Preisträger geht, der sich seit vielen Jahren der Alzheimer Demenz-Forschung widmet.“

Alzheimer-Forschung aus allen Richtungen

Humpel befasst sich seit mehr als 25 Jahren mit dem organotypischen Gehirnschnitt, der als Ersatzmethode zum Tierversuch gilt, weil es sich dabei um eine Organentnahme handelt. Dazu muss man wissen, dass eine Alzheimer Diagnose nach wie vor erst bei einer Gehirnuntersuchung post mortem mit 100-prozentiger Sicherheit gestellt werden kann. Wenn Humpel Gehirnschnitte anschaut, interessieren ihn die typischen Veränderungen, die durch Ablagerungen der Proteine Tau und ß-Amyloid, aber auch durch Entzündungen oder Gefäßveränderungen verursacht wurden. „Beim Menschen zieht sich die Erkrankung über 20 bis 30 Jahre bis es wirklich zu dieser Pathologie und zum vollständigen Gedächtnisverlust kommt. Ich versuche zu verstehen, wie es zu den Ablagerungen kommt, welche Rolle die Gefäße dabei spielen, warum die Nervenzellen absterben und wie wir das verhindern können“, sagt er. Ausgehend von dieser Grundlagenforschung ist „die Diagnose der Alzheimer Demenz das Thema, das mich immer begleitet hat.“

Gemeinsam mit Josef Marksteiner, Primar der Abteilung für Psychiatrie und Psychotherapie A am LKH Hall, begann er schon vor Jahrzehnten, in der Cerebrospinalflüssigkeit (Liquor) nach Veränderungen bei kognitiver Beeinträchtigung oder beginnender Alzheimer Demenz zu forschen. Mittlerweile ist es ihm gelungen, die Biomarkerforschung im Liquor in die Routinediagnostik der Klinik zu bringen. Mehr als 4.000 Liquores wurden seither untersucht. „Aus unserem Befund kann man eine Wahrscheinlichkeit für eine Veränderung im Gehirn oder für eine Alzheimer Demenz ableiten. Wir können also die Ärztinnen und Ärzte, die die Patientinnen und Patienten kennen, mit unserer Diagnostik unterstützen.“ Die Methode hat allerdings auch Limitationen, Lumbalpunktionen sind invasiv und an die Klinik gebunden, was die Diagnostik kostenaufwändig und für Screenings unmöglich macht. „Mit Michaela Defrancesco, der Leiterin der Gedächtnisambulanz an der Psychiatrie I bin ich derzeit dran, potentielle Blutbiomarker zu etablieren. Wir warten darauf, dass unser Firmenpartner das System CE-zertifiziert, damit wir es für unsere Analysen bei Menschen anwenden dürfen. Es ist noch ein Ziel von mir, das in die Routinediagnostik zu bringen“, erklärt der engagierte Wissenschafter. Von den Rückenmarkspunktionen zu den viel verträglicheren Blutuntersuchungen zu kommen, wäre ein großer Schritt. Humpel denkt aber noch weiter: „Wir haben auch jetzt schon Forschungen laufen, in denen wir versuchen, einen Biomarker im Speichel zu identifizieren. Das ist sehr, sehr viel komplizierter. Das könnten Abbauprodukte, Entzündungsmarker oder auch das Tau sein.“

Humpel hat sich eine zeitlang auch damit beschäftigt, wie der Wachstumsfaktor NGF (Nerve Growth Factor) die Blut-Hirn-Schranke passieren kann und damit zielgerichtet, z.B über die Nase (intranasal), in das Gehirn gelangen kann. Dort sollte NGF die vorhandenen cholinergen Neuronen unterstützen, die entscheidend für das Erinnerungsvermögen sind. Für die Bildung dieser Neuronen ist Acetylcholin notwendig, ein Neurotransmitter, der bei Alzheimer Demenz verloren geht und damit den Gedächtnisverlust verursacht. Zwischendurch arbeitete er zudem mit Thrombozyten. Die Blutplättchen sind nämlich für die Entstehung des Amyloid-Precursor-Proteins (APP) verantwortlich, die wiederum ß-Amyloid-40 produzieren. „Damit schließt sich der Kreis. Wenn irgendwo im Gefäß eine Läsion entsteht, verschließen die Blutplättchen die Wunde. Wenn das Gefäß ins Hirn reicht, könnte das ß-Amyloid-40 einwandern und die Entstehung der Plaques einleiten.“

Manchmal fragt sich Humpel, ob es nicht gescheiter gewesen wäre, wenn er sich auf nur ein einziges Molekül konzentriert hätte und dann „Welt-Experte in diesem Molekül“ zu werden. Doch schnell verwirft er die Zweifel wieder. Denn obwohl es anstrengend gewesen sei, mit jeder Idee stets wieder bei null anzufangen, ist „es im Leben für mich schon interessanter, viele Dinge zu machen. Ich habe ja wirklich verschiedene Themen bearbeitet: Plaques in der transgenen Maus, neurofibrilläre Ablagerungen, inflammatorische Marker, Blutgefäße, gliale Zellen oder Immunzellen. Ich habe sogar Arbeiten gemacht, bei denen ich Monozyten isoliert habe und versucht habe, diese zu verändern und wieder zurück ins Gehirn zu bringen.“

Jetzt, zwei Jahre vor seinem Pensionsantritt 2027 hat Christian Humpel, wie er sagt, keine neuen Pläne mehr, wobei ihm da, neben besagten Blutbiomarkern, die er noch in die Klinik bringen will, doch noch ein Projekt einfällt, das er abschließen möchte. „Ein letztes Ziel von mir ist es, einen Bio-Chip am Gehirnschnitt weiterzuentwickeln. Mit dem so genannten ,Microcontact-Printing‘ sind wir in der Lage, einen Gehirnschnittpunkt zu drucken und einen Bio-Chip zu entwickeln“, sagt er. Einfach erklärt, gehe es darum, auf einen Gehirnschnitt dünne Kollagenlinien oder Punkte zu drucken. Mit diesen Biochips könnte man neue Blutbiomarker entdecken. Wir haben bereits sechs Biomarker entdeckt, die man näher untersuchen könnte. Mir rennt die Zeit davon.“

Humpels Forschungsdrang ist auch nach 40 Jahren ungebrochen. Dennoch will er im Ruhestand mit Gehirnzellen und Mikroskopie abschließen und noch einmal von null beginnen. Dann wird er sich den Sternen am Himmel zuwenden und sich der Astronomie widmen: „Ich werde mir ein Teleskop kaufen und im Deep Sky Galaxien und Exoplaneten anschauen, also von Mikrometern zu Lichtjahren.“

(Innsbruck, 09. April 2025, Text: T. Mair)

Kollagenbasierter Urintest zur gezielten Prostatakrebsdiagnostik

Isabel Heidegger-Pircher und ihr Forschungsteam verfolgen mit dem Projekt „Decoding the Matrix: Collagen-Driven Urine Signatures and Extracellular Matrix-Profiling for Predicting Clinically Significant Prostate Cancer in aged Men“ das Ziel, belastende und oftmals unnötige Prostatabiopsien bei Männern mit unklaren PSA-Werten zu vermeiden. Für ihr innovatives Forschungsprojekt wurde sie im Februar mit der Dr. Johannes und Hertha Tuba-Förderung in Höhe von 100.000 Euro ausgezeichnet.

Prostatakrebs ist die häufigste Tumorerkrankung bei älteren Männern – weltweit, aber auch in Tirol. In einer rezenten Studie konnte das Team um Heidegger-Pircher mithilfe moderner Multi-Omics-Analysen einen spezifischen Kollagen-Signatur-Score entwickeln, der klinisch signifikanten Prostatakrebs sowohl im Gewebe als auch im Urin zuverlässig erkennt.

Besonders klinisch bedeutend ist dieser Test bei sogenannten PI-RADS3-Läsionen – unklaren Befunden im multiparametrischen MRT, bei denen eine Entscheidung für oder gegen eine Biopsie bislang schwierig ist. „Unser urinbasierter – also nicht invasiver- Kollagentest könnte dazu beitragen, vielen Männern eine unnötige Biopsie zu ersparen“, erklärt Heidegger-Pircher.

Im Rahmen der aktuell laufenden, prospektiven Studie werden Urinproben von Patienten an der Universitätsklinik Innsbruck sowie am Landeskrankenhaus Hall untersucht, die sich aufgrund von PI-RADS3-Läsionen einer Prostatabiopsie unterziehen. Die Peptidmuster im Urin werden dabei mittels Kapillarelektrophorese und hochauflösender Massenspektrometrie analysiert – Technologien, die eine besonders präzise molekulare Charakterisierung erlauben.

Ziel des Projekts ist es, die Aussagekraft des kollagenbasierten Urintests weiter zu validieren und die Diagnostik bei uneindeutigen MRT-Ergebnissen gezielter zu gestalten. Langfristig soll der Test dabei helfen, nur jenen Patienten eine Biopsie zu empfehlen, bei denen tatsächlich ein behandlungsbedürftiger Tumor vorliegt – und dadurch die Früherkennung zu verbessern sowie unnötige Eingriffe zu vermeiden.

(Innsbruck, 09. April 2025, Text: red)

Martin Puhr fokussiert sich in seiner Forschungsarbeit auf jene Mechanismen, die zur Therapieresistenz beim fortgeschrittenen Prostatakarzinom führen. In der nun von der Tuba-Stiftung prämierten Arbeit „Glucocorticoid treatment influences prostate cancer cell growth and the tumor microenvironment via altered glucocorticoid receptor signaling in prostate fibroblasts“ standen Glukokortikoide (Steroidhormone) im Fokus, die beim metastasierenden Prostatakarzinom sehr häufig als Begleitmedikation verabreicht werden, um Nebenwirkungen einer Chemotherapie, wie Übelkeit und Erbrechen zu mildern. Sie stehen nämlich im Verdacht, den Therapieerfolg zu bremsen und das Tumorwachstum zu fördern. Um die zugrundeliegenden Mechanismen zu identifizieren, untersuchte Martin Puhr erstmals Bindegewebszellender Tumormikroumgebung. Für ihre Experimente nutzten Puhr und sein Team in vitro Zellmodelle sowie primär isolierte Fibroblasten, als auch Patientengewebe. „Wir konnten nachweisen, dass Glukokortikoid-behandelte Fibroblasten das Wachstum epithelialer Tumorzellen erheblich beeinflussen und eine durch Glukokortikoidgabe verursachte Restrukturierung der extrazellulären Matrix, Auswirkungen auf die Neu-Metastasierung haben kann“, beschreibt Preisträger Puhr die zentrale Erkenntnis, die bei zukünftigen Therapiestrategien berücksichtigt werden muss.

Der gebürtige Grazer Martin Puhr absolvierte nach einem Zoologiestudium mit Spezialisierung auf Biochemie und Immunbiologie ab 2005 das MCBO-Doktoratskolleg an der Medizin Uni Innsbruck. In diesem Rahmen rückte die onkologische Urologie ins Zentrum seiner wissenschaftlichen Tätigkeit. An der Univ.-Klinik für Urologie leitet er außerdem die urologische Biobank, die ein fester Bestandteil für viele translationale Forschungsarbeiten gemeinsam mit nationalen und internationalen Kollaborationspartnern ist.

Link zur Forschungsarbeit

(Innsbruck, 09. April 2025, Text: D. Heidegger)

Felix Allendorff Johnson (Univ.-Klinik für Hals-, Nasen- und Ohrenheilkunde) erhält die Tuba-Forschungsunterstützung für das Projekt „Theranostischer Ansatz zur differenzierten diagnostischen Untersuchung und Behandlung von Speicheldrüsentumoren“

„Speicheldrüsentumore sind eine vielfältige Gruppe gutartiger und bösartiger Tumore. Das pleomorphe Adenom ist der häufigste Tumor, der zwar gutartig ist, aber bösartig werden kann. Deshalb wird empfohlen, ihn vollständig chirurgisch zu entfernen. Die Operation birgt Risiken, besonders für den Gesichtsnerv, was zu Gesichtslähmungen führen kann. „Neue Forschung hat gezeigt, dass pleomorphe Adenome den Somatostatinrezeptor 2 (SSTR2) stark ausprägen. Diese Entdeckung ermöglicht eine präzisere Diagnose mit 68Ga-DOTATOC PET/CT-Bildgebung und eröffnet Wege für neue Behandlungen, wie etwa eine nicht-invasive Therapie mit Somatostatin-Analoga. Schnittkulturen, also dünne Gewebeschnitte, haben sich als Modell bewährt, um die Wirkung von Medikamenten realistisch zu testen und könnten in Zukunft eine personalisierte Therapie für Speicheldrüsentumore ermöglichen. Solche Fortschritte könnten die Behandlung erheblich verbessern“, erklärt Preisträger Felix Allendorff Johnson.

Christine Eckhardt (Univ.-Klinik für Anästhesie und Intensivmedizin) erhält die Tuba Forschungsunterstützung für das Projekt „Can NfL Predict Post Stroke Delirium?“

„Das Projekt untersucht, ob das Narkoseverfahren während einer Thrombektomie mit dem Auftreten eines Delirs bei SchlaganfallpatientInnen verbunden ist und, ob die Bestimmung des Neurofilament Leichtkettenproteins (NfL) ein Delir vorhersagen kann. Es handelt sich um ein Kooperationsprojekt der Anästhesie, Neurologie und Neuroradiologie, welches als Substudie in Innsbruck im Rahmen der multizentrischen, prospektiven, randomisierten „ACT in Stroke“-Studie durchgeführt wird. Das Delir nach Schlaganfall betrifft etwa ein Drittel der PatientInnen und ist mit erheblichen negativen Konsequenzen (schlechteres funktionelles Ergebnis, Pflegebedürftigkeit, höhere Mortalität) behaftet. Die (Früh-)Erkennung ist ausschlaggebend, um eine bedarfsgerechte Therapie einzuleiten. Das NfL bietet als neuro-axonaler Marker das Potential die Diagnose des Delirs frühzeitig durch eine Analyse im Blut zu unterstützen“, sagt Christine Eckhardt.

Lukas Kampik (Univ.-Klinik für Orthopädie und Traumatologie) erhält die Tuba-Forschungsunterstützung für das Projekt „Raman- und FTIR-basierte spektroskopische Untersuchungen zu altersbedingten Veränderungen in Geweben von SPARC-Knockout-Mäusen: Ein Beitrag zur Gerontologie“

„Das Forschungsprojekt untersucht die Rolle des Proteins SPARC (Secreted Protein, Acidic and Rich in Cysteine) bei der Alterung und Degeneration von Geweben. SPARC beeinflusst die extrazelluläre Matrix (ECM) und spielt eine Schlüsselrolle in Geweberegeneration und Zell-Matrix-Interaktionen. Besonders im zentralen Nervensystem reguliert SPARC Gehirnstruktur und -funktion. Knockout-Mausmodelle, entwickelt unter der Leitung von Ingrid Sitte, zeigen Veränderungen in Knochen, Muskeln und Gehirn, einschließlich neurobiologischer Störungen. Zur Analyse der Gewebealterung werden Raman- und FTIR-Spektroskopie eingesetzt, um molekulare Veränderungen zu untersuchen. Ziel des Projekts ist die Identifikation molekularer Marker und die Entwicklung therapeutischer Ansätze zur Behandlung altersbedingter Gewebeerkrankungen“, erklärt Preisträger Lukas Kampik.

(Innsbruck, 09. April 2025, Texte: Projektbeschreibungen der PreisträgerInnen)