Labor trifft Klinik: Wie Translation die Chirurgie von morgen prägt

Anlässlich der Eröffnung des 143. Deutschen Chirurgie Kongress (DCK 2026) ging Kongresspräsident Prof. Dr. Roland Goldbrunner, Direktor der Klinik und Poliklinik für Neurochirurgie und Geschäftsführender Direktor des Zentrums für Neurochirurgie an der Uniklinik Köln, auf die Relevanz des diesjährigen Mottos „Passion, Präzision und Personalisierung“ für sein Fach ein: Leidenschaft für die Patientenversorgung bilde die Grundlage chirurgischen Handelns, während Präzision als wesentliches Qualitätsmerkmal gelte. Gleichzeitig wies er darauf hin, dass im Zeitalter der Leitlinien im Sinne der Personalisierung immer die persönlich exakt adaptierte Therapie für jeden einzelnen der Patienten zu finden sei. Der DCK 2026 richtete sich auch insbesondere an den chirurgischen Nachwuchs, der motiviert werden sollte, klinische Tätigkeit und Forschung enger zu verzahnen. 

Die Translation als Brücke zur Innovation

Die Thematik „Labor trifft Klinik“ zählt zu den zentralen Elementen moderner chirurgischer Fachkongresse, so auch beim  DCK 2026. Dabei steht die sogenannte Translation, der gezielte Transfer wissenschaftlicher Erkenntnisse aus der Grundlagenforschung in Laboren in die klinische Anwendung im Mittelpunkt. Ziel ist es, neue diagnostische und therapeutische Ansätze zu entwickeln und schneller in die klinische Praxis zu überführen. Hierbei geht es unter anderem um Fortschritte im Bereich des 3D-Drucks und der Biomaterialien, die die Entwicklung individualisierter Implantate ermöglichen. Ebenso rückt die regenerative Medizin in den Fokus, etwa durch Forschung an Organperfusion, Bioreaktoren und Zellkulturen. Ergänzt wird dies durch neue Ansätze in der molekularen Diagnostik, bei denen prädiktive Marker aus dem Labor genutzt werden, um personalisierte Therapieentscheidungen zu treffen. 

In der gleichnamigen Session „Labor trifft Klinik“ auf dem DCK 2026 wurden unter anderem aktuelle Ergebnisse der Mikrobiomforschung vorgestellt. Das Mikrobiom, die Gesamtheit der Mikroorganismen im menschlichen Körper, ist essenziell für das Immunsystem, den Stoffwechsel und Entzündungsprozesse. Dennoch gilt es in vielerlei Hinsicht noch als „Blackbox“. Zwar ist seine Bedeutung für die Gesundheit unbestritten, sind einige Wechselwirkungen bislang noch unverstanden. Insbesondere bleibt oft unklar, ob mikrobielle Veränderungen Ursache oder Folge von Erkrankungen sind.^1,2,3,4

Aortenpathologie: Kurzkettige Fettsäuren im Fokus

Ein eindrucksvolles Beispiel für die Verbindung von Labor und Klinik liefert die Arbeit der Medizinerin Sophia L. Kollien vom Universitätsklinikum Münster. Sie untersucht die Expression der Fettsäurerezeptoren FFAR2 und FFAR3 im Kontext von Aortenpathologien wie Aneurysmen und Dissektionen, lebensbedrohlichen Erkrankungen der Hauptschlagader, die häufig chirurgische oder endovaskuläre Eingriffe erfordern. Im Fokus stehen die kurzkettigen Fettsäuren Acetat, Butyrat und Propionat, die vom Mikrobiom bei der Fermentation von Ballaststoffen produziert werden. 

Kollien untersucht, inwiefern diese kurzkettigen Fettsäuren verstärkt oder vermindert bei Aortenpathologien zu finden sind und ob man daraus Rückschlüsse ziehen kann, ob Ernährung zu einem veränderten Mikrobiom und dadurch möglicherweise zur Prävention heranzuziehen ist oder einen Risikofaktor darstellen könnte. Auf diese Fragestellung untersuchte Kollien ein relevantes Patientenkollektiv an der Uniklinik Münster. 

Laut Kollien zeigen klinische Analysen, dass bei Patientinnen und Patienten mit Aortenaneurysmen der relative Anteil dieser Fettsäuren reduziert ist. In experimentellen in-vitro-Studien konnte zudem eine dosisabhängige Regulation der Rezeptorexpression nachgewiesen werden: Acetat und Butyrat führten zu einem Anstieg der Fettsäurerezeptoren FFAR2 und FFAR3-Expression sowie des Zellkontaktmoleküls VE-Cadherin. Dabei wird jeweils ein Konzentrationsmaximum erreicht, dem ein Abfall im Sinne einer Sättigung folgt. Propionat zeigte ebenfalls Effekte auf FFAR2/3, jedoch nicht auf VE-Cadherin. Diese Ergebnisse deuten auf komplexe, differenzierte Wirkmechanismen hin. 

Darüber hinaus legen Zytokinanalysen nahe, dass kurzkettige Fettsäuren entzündungsmodulierende Effekte haben könnten. Insbesondere scheint ein Zusammenhang mit antiinflammatorischen Signalwegen zu bestehen. Damit rücken FFAR2 und FFAR3 als potenzielle Schnittstellen zwischen Mikrobiom und kardiovaskulären Erkrankungen in den Fokus und könnten sich möglicherweise als therapeutische Zielstrukturen zur Beeinflussung entzündlicher Prozesse in der Aortenwand herausstellen.⁵ 

Allerdings zeigen klinische Daten bislang eine erhebliche Streuung, was auf individuelle Unterschiede in der Basalexpression hindeuten könnte. Dies unterstreicht die Bedeutung personalisierter Ansätze: Nicht alle Patientinnen und Patienten profitieren in gleicher Weise von denselben metabolischen oder mikrobiellen Einflüssen. 

Die Ergebnisse deuten auf einen Link zwischen Mikrobiom und kardiovaskulären Effekten hin, bei dem FFAR2/3 als molekulare Schnittstelle fungieren. Diese Rezeptoren könnten ein neues Target zur Kontrolle der entzündlichen Pathophysiologie bei Aortenpathologien darstellen, insbesondere da sie sowohl die Zytokinproduktion beeinflussen als auch direkt durch kurzkettige Fettsäuren moduliert werden können.

Ein weiteres Beispiel für translationale Forschung liefert die Arbeitsgruppe um Dr. Marvin Kapalla, Carl-Gustav-Carus-Uniklinik, Technische Universität Dresden. Im Fokus steht die akute mesenteriale Ischämie (AMI), ein seltenes, aber hochletales Krankheitsbild mit einer Mortalität von bis zu 50%^6,7 und einer eingeschränkt aussagefähigen Diagnostik: Die bisherige Standarddiagnostik mittels CT-Angiographie erweist sich zwar als sensitiv⁸, erkennt aber frühe Stadien oft nur unzureichend, da manifeste Zeichen einer Ischämie oft erst bei transmuralen Schäden sicher detektierbar sind. In der kritischen Frühphase kann die diagnostische Wertigkeit der Bildgebung, insbesondere ohne gezielten radiologischen Verdacht, reduziert sein.^9,10 Erschwerend kommt hinzu, dass klassische Laborparameter wie L-Laktat, CRP oder D-Dimere zu unspezifisch sind. In den aktualisierten Leitlinien der Europäischen Gesellschaft für Vaskuläre Chirurgie (ESVS) werden daher D-Dimere folgerichtig weder zum Ein- noch zum Ausschluss der AMI empfohlen.¹¹ Neuere Biomarker-Ansätze existieren, leiden jedoch unter mangelnder Standardisierung, kleinen Kohorten und variierenden Messmethoden.¹²

Hier setzt Kapallas Forschung an neuen Biomarkern an, insbesondere am intestinalen Fettsäurebindungsprotein (I-FABP).¹³ Es gilt aktuell als der vielversprechendste Kandidat für die Frühdiagnostik.¹⁴ Als intrazelluläres Transportprotein (ca. 15 kDa) kommt es fast ausschließlich in den Enterozyten der Dünn- und Dickdarmmukosa vor. Aufgrund seines geringen Molekulargewichts und der distalen Lokalisation an den Spitzen der Darmzotten tritt es bereits 50–60 Minuten nach einer Zellschädigung ins Blut über. Zu beachten ist jedoch ein Konzentrationsgradient, wobei die Werte im Kolon am geringsten sind.

Erste Daten aus Dresden, wo I-FABP seit Mai 2022 an einem internen Patientenset evaluiert wird, zeigen, dass erhöhte I-FABP-Konzentrationen mit schwereren Krankheitsverläufen und der Notwendigkeit einer Darmresektion korrelieren: Patientinnen und Patienten mit notwendiger Darmresektion oder letalem Ausgang wiesen signifikant höhere Werte auf als solche mit günstigem Verlauf.

Kapalla erläuterte, dass sie laufenden Studien darauf hinweisen, dass I-FABP ein vielversprechender diagnostischer und prognostischer Marker sein könnte, insbesondere zur frühzeitigen Identifikation gefährdeter Patienten.¹⁵ Allerdings sind weitere Untersuchungen notwendig, um Standardisierung, Validierung und klinische Integration zu gewährleisten. 

Fazit

Das Konzept „Labor trifft Klinik“ verdeutlicht, wie entscheidend der interdisziplinäre Austausch für den medizinischen Fortschritt ist. Durch den Brückenschlag zwischen experimenteller Forschung und klinischer Anwendung trägt es dazu bei, Innovationen schneller in die Versorgung zu überführen. Das Ergebnis ist eine Chirurgie der nächsten Generation, die präziser und individueller als je zuvor ist. Es geht dabei nicht nur darum, besser zu operieren, sondern die Ursachen für Komplikationen so tiefgreifend zu verstehen, dass chirurgische Eingriffe durch präventive Ansätze perspektivisch zu minimieren. 

Quellen: 

1. Jiang F, Cai M, Peng Y, et al. Changes in the gut microbiome of patients with type a aortic dissection. Front Microbiol. 2023;14:1092360. Published 2023 Feb 22. https://doi.org/10.3389/fmicb.2023.1092360 
2. Li M, van Esch BCAM, Wagenaar GTM, Garssen J, Folkerts G, Henricks PAJ. Pro- and anti-inflammatory effects of short chain fatty acids on immune and endothelial cells. Eur J Pharmacol. 2018;831:52-59. https://doi.org/10.1016/j.ejphar.2018.05.003 
3. Jin L, Shi X, Yang J, et al. Gut microbes in cardiovascular diseases and their potential therapeutic applications. Protein Cell. 2021;12(5):346-359. https://doi.org/10.1007/s13238-020-00785-9 
4. Tian Z, Zhang Y, Zheng Z, et al. Gut microbiome dysbiosis contributes to abdominal aortic aneurysm by promoting neutrophil extracellular trap formation. Cell Host Microbe. 2022;30(10):1450-1463.e8. https://doi.org/10.1016/j.chom.2022.09.004 
5. Guo J, Terhorst I, Stammer P, Ibrahim A, Oberhuber A, Eierhoff T. The short-chain fatty acid butyrate exerts a specific effect on VE-cadherin phosphorylation and alters the integrity of aortic endothelial cells. Front Cell Dev Biol. 2023;11:1076250. Published 2023 Feb 8. https://doi.org/10.3389/fcell.2023.1076250 
6. Clair DG, Beach JM. Mesenteric Ischemia. N Engl J Med. 2016;374(10):959-968. https://doi.org/10.1056/nejmra1503884 
7. Hou L, Wang T, Wang J, Zhao J, Yuan D. Outcomes of different acute mesenteric ischemia therapies in the last 20 years: A meta-analysis and systematic review. Vascular. 2022;30(4):669-680. https://doi.org/10.1177/17085381211024503 
8. Björck M, Koelemay M, Acosta S, et al. Editor's Choice - Management of the Diseases of Mesenteric Arteries and Veins: Clinical Practice Guidelines of the European Society of Vascular Surgery (ESVS). Eur J Vasc Endovasc Surg. 2017;53(4):460-510. https://doi.org/10.1016/j.ejvs.2017.01.010 
9. Kärkkäinen JM, Saari P, Kettunen HP, et al. Interpretation of Abdominal CT Findings in Patients Who Develop Acute on Chronic Mesenteric Ischemia. J Gastrointest Surg. 2016;20(4):791-802. https://doi.org/10.1007/s11605-015-3013-y 
10. Lehtimäki TT, Kärkkäinen JM, Saari P, Manninen H, Paajanen H, Vanninen R. Detecting acute mesenteric ischemia in CT of the acute abdomen is dependent on clinical suspicion: Review of 95 consecutive patients. Eur J Radiol. 2015;84(12):2444-2453. https://doi.org/10.1016/j.ejrad.2015.09.006 
11. Koelemay MJ, Geelkerken RH, Kärkkäinen J, et al. Editor's Choice - European Society for Vascular Surgery (ESVS) 2025 Clinical Practice Guidelines on the Management of Diseases of the Mesenteric and Renal Arteries and Veins. Eur J Vasc Endovasc Surg. 2025;70(2):153-218. https://doi.org/10.1016/j.ejvs.2025.06.010 
12. Blauw JTM, Metz FM, Nuzzo A, et al. The Diagnostic Value of Biomarkers in Acute Mesenteric Ischaemia Is Insufficiently Substantiated: A Systematic Review. Eur J Vasc Endovasc Surg. 2024;67(4):554-569. https://doi.org/10.1016/j.ejvs.2023.08.059 
13. Kapalla M, Choubey R, Weitz J, Reeps C, Wolk S. Results after intraoperative open and endovascular revascularization of acute mesenteric ischemia requiring a laparotomy. Langenbecks Arch Surg. 2023;408(1):303. Published 2023 Aug 10. https://doi.org/10.1007/s00423-023-03035-8 
14. Lau E, Marques C, Pestana D, et al. The role of I-FABP as a biomarker of intestinal barrier dysfunction driven by gut microbiota changes in obesity. Nutr Metab (Lond). 2016;13:31. Published 2016 Apr 30. https://doi.org/10.1186/s12986-016-0089-7 
15. Kapalla M, Busch A, Hamann B, Wolk S, Hofmann A, Reeps C. Biomarker in der akuten mesenterialen Ischämie – von der Hoffnung zur Evidenzlücke. Gefässchirurgie 2026;31:147-154. https://doi.org/10.1007/s00772-025-01284-z

08.06.2026

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