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Schlagwort: Forschung

  • #293 Methan-fressende Bakterien gegen den Klimawandel

    In einem antarktischen See fanden ForscherInnen Bakterien, die Methan, ein Treibhausgas, essen. Mit dieser Entdeckung wird die Gefahr, dass es beim Auftauen im Zuge des Klimawandel zu einer weiteren Erwärmung durch freigesetzte Gasreservoirs kommen könnte, deutlich reduziert werden.

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    Der Lake Whillans befindet sich auf dieser Karte südwestlich, zwischen dem West Antarctic Ice Sheet und dem Ross Ice Shelf. Foto: Von NASA Earth Observatory, Gemeinfrei, Link

    Die ForscherInnen müssten erst einmal 800 Meter in die Eisdecke bohren um die 120.000 Jahre alten Wasser- und Sedimentproben aus dem Lake Whillans zu bergen – das geschah 2013. Seither wurden diese Proben analysiert – nun wurden diese Analysen im Fachmagazin „Nature Geoscience“ veröffentlicht.

    Das ist gerade deshalb interessant, da unter dem Eis, aber auch im arktischen Permafrost riesige Mengen an Methan liegen. Durch die durch den Klimawandel herbeigeführte Erderwärmung besteht ein großes Risiko: Denn damit würde mehr und mehr Methan freigesetzt werden – und dieses Treibhausgas hat im Gegensatz zu Kohlenstoffdioxid eine 86-fach größere Wirkung auf den Klimawandel. Damit würde zum berechneten, erwartbaren Klimawandel eine zusätzliche Erwärmung hinzukommen, die den Klimawandel dann völlig außer Kontrolle geraten. Die Bakterien sollen durch das Auffressen des Methans diese Gefahr verringern.

    Die Bakterien brauchen das Methangas zum Überleben. Dort, unter dem Eis, gibt es keine Wärme und kein Sonnenlicht – daher holen sie sich die Energie aus dem Gas. Dadurch werden 99 % des Methans verbraucht.

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  • #289 Dank körpereigenem Molekül Atemwegstherapien effizienter

    Gerade bei Atemwegserkrankungen ist es oftmals schwierig, zwischen bakterieller und viraler Infektion zu unterscheiden. Mittels Tests, die das Vorkommen des körpereigenen Moleküls Procalcitonin im Blut anzeigen, wird diese Unterscheidung erleichtert. Bei gesunden Menschen ist dieses Molekül kaum oder gar nicht nachweisbar. Diese Form der Tests sind nicht vollkommen neu – doch nun gibt es erste Ergebnisse über ihre Wirksamkeit und ihre Auswirkungen.

    Durch diesen Test wird also festgestellt, ob es sich um eine bakterielle oder virale Infektion handelt – dabei soll verhindert werden, dass Antibiotika zur Behandlung von viralen Infektionen eingesetzt wird, was ja wirklos wäre. Zusätzlich verkürzt das Wissen über die Procalcitonin-Werte eine Antibiotikatherapie um ein Drittel.

    Schweizer ForscherInnen haben die Daten von 6.708 PatientInnen mit (bakteriellen) Atemwegsinfektionen ausgewertet: Die Sterberate sank dabei, im Vergleich zur Kontrollgruppe, um 14 Prozent, wenn der Biomarker Procalcitonin zur Rate gezogen wurde. Außerdem sanken die Nebenwirkungen der Antibiotika um 25 Prozent.

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  • #284 Erfolgreiche Herstellung eines virusfreien Polio-Impfstoffs

    Der Polio-Virus löst Kinderlähmung aus – und dank weltweiter Impfkampagnen konnte der Virus zu 99 Prozent ausgerottet werden. Doch der Virus bleibt auch weiterhin auf dieser Welt – weil die aktuellen Impfstoffe auf aktiven Viren beruhen. ForscherInnen aus Großbritannien ist es nun aber gelungen, eine synthetische Kopie des erfolgreichen Impfstoffs zu produzieren. Damit könnte in einigen Jahren der Virus komplett von der Erde verschwinden.

    Zwar besteht der Impfstoff aus der äußeren Proteinhülle des Polio-Virus, enthält aber nicht den Virus selbst bzw. sein Erbgut, das für Ansteckung sorgt. Auf deutschlandfunk.de wird die Herstellungsweise ausführlich beschrieben. Hier eine verkürzte Fassung: Die genetischen Baupläne für die Hüllproteine werden in spezielle Bakterien namens Agrobacterium tumefaciens übertragen – als ringförmiger DNA-Strang. Danach werden die Blätter von Tabakpflanzen (das heutige Titelbild zeigt eine Tabakplantage) mit einer Lösung der Bakterien umspült. Das Bakterium dringt dabei in die Pflanzenzellen ein und schleust sich in den Zellkern. Die im DNA-Strang codierten Proteine werden dann durch die Pflanzen hergestellt – und das Ergebnis ist schließlich die leere Virushülle für den neuen Impfstoff.

    ForscherInnen der Universitäten Leeds und Oxford bestätigen in Untersuchungen, dass es sich um eine exakte Kopie der echten Virushülle handelt. Bei ersten Tests mit Mäusen löste sie außerdem die geplante Immunreaktion gegen den Polio-Virus aus. Ziel ist es nun, den Maßstab der Produktion zu vergrößern – und später auch klinische Tests an Menschen durchzuführen. Bereits im nächsten Jahrzehnt möchte man dann den neuen, synthetischen Impfstoff einführen. Auch eine Ausweitung auf andere Impf-Wirkstoffe ist geplant.

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  • #271 Nervenstimulation als Hoffnung für Menschen im Wachkoma

    Französischen ForscherInnen ist es gelungen, einem Patienten, der seit 15 Jahren im Wachkoma lag, mithilfe von Nervenstimulation Bewusstseinsregungen zu entlocken. Die Stimulation des Vagusnervs ist zum Teil bereits eine Behandlung für Epilepsie oder Depression – die Einzelfallstudie der Forschungsgruppe an der Université Claude Bernard Lyon 1 zeigt nun erstmals einen Erfolg bei Wachkomapatienten.

    Zur Info: Der Vagusnerv zieht vom Gehirn aus in den Körper und kontrolliert die vegetativen Organe von Rachen, Brust und im oberen Bauchraum. (welt.de)

    Bei Menschen im Wachkoma funktionieren meist noch die grundlegenden Körperfunktionen wie die Atmung oder der Schlaf-Wach-Rhythmus – eine bewusste Reaktion mit der Umwelt gibt es dabei jedoch nicht. Der 35-jährige Patient, er kam durch ein schweres Schädel-Hirn-Trauma nach einem Autounfall ins Wachkoma, kann nun, nach der Stimulation des Nervs, mit seinen Augen einem Objekt folgen oder auf Kommando seinen Kopf bewegen. Untersuchungen mittels Positronenemissionstomografie (PET) zeigten, dass sich zudem die Kommunikation verschiedener Hirnareale verbessert haben. Es scheint so, so die ForscherInnen, als wäre der Patient damit nicht mehr in einem vegetativen Zustand sondern in einem Zustand minimalen Bewusstseins.

    Für die nahe Zukunft planen sie nun eine größere Studie mit mehr PatientInnen – erst danach kann festgestellt werden, ob die Stimulation des Vagusnervs grundsätzlich zur Behandlung von WachkomapatientInnen eingesetzt werden kann.

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  • #261 Algen als Grundlage für Erdölersatz

    Das Forschungsteam rund um Damien Sorigué vom Institut für Biowissenschaften und Biotechnologie in Aix-Marseille und seinen Kollegen haben ein bisher unentdecktes Enzym in der einzelligen Grünalge Chlorella entdeckt. Das Besondere am Enzym: Es kann aus gesättigten Fettsäuren Kohlenwasserstoffe machen – und dieser Vorgang benötigt dafür nur das blaue Licht des sichtbaren Spektrums.

    Kohlenwasserstoffe sind u.a. Ausgangsverbindungen für die Synthese von Kunststoffen. Heutzutage werden diese Verbindungen aus Erdöl und Erdgas gewonnen – sollte es also wirklich möglich sein, die Kohlenwasserstoffe in großen Mengen nur mit blauem Licht aus Algen zu gewinnen, so könnte man dabei auf den weniger werdenden Rohstoff zumindest in diesem Einsatzgebiet verzichten. Ebenso würde es in Zukunft viele Synthesen radikal vereinfachen.

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  • #254 Asthma-Medikament beugt möglicherweise Parkinson vor

    Ein internationales Forschungsteam hat Anfang September eine Studie veröffentlicht, die erklärt, dass ein altbekanntes Asthmamittel das Potenzial habe, den Ausbruch der Parkinson-Krankheit verhindern zu können.

    Nach ersten Tests an Tieren war man auf der Suche nach riesigen Datenbank, in der über viele Jahre verschriebene Medikamente beinhaltet. Das fanden die ForscherInnen schließlich in Norwegen: Dort werden alle verschriebenen Medikamente der 4,5 Millionen Bewohner Norwegens gespeichert – über den Zeitraum von 11 Jahren. Zwar war die Parkinsonkrankheit nicht sehr stark verbreitet: 0,1 % der Menschen, die kein Asthma-Medikament nahmen, erkrankten in diesem Zeitraum an Parkinson. Bei jenen, die ein Asthma-Medikamente („Beta-2-Sympathomimetika“) wie Clenbuterol und Salmeterol benutzten, lag die Zahl der Erkrankungen bei weniger als 0,04 %.

    Auch die Höhe der Dosis war da ausschlaggebend: Vergleicht man jene, die das Medikament nicht nahmen mit jenen, die die höchste Dosis nahmen, so verringerte sich der Gefahr einer Erkrankung um die Hälfte. Bei jenen, die nur die niedrigste Dosis einnahmen, verringerte sich die Erkrankungsgefahr hingegen kaum.

    Dieser spannenden Forschung stehen nun noch aufwändige klinische Tests bevor:

    Scherzer [Anmerkung: einer der Forschenden] says that any clinical trials are “a few years off.” He notes that 16 recent trials of potential Parkinson’s disease treatments have failed. He and his colleagues don’t want to have No. 17.

    Diese Form der Behandlung bzw. der Prophylaxe klingt vor allem deshalb spannend, weil die Krankheit zum Teil bereits 10 oder gar 20 Jahre in den Körpern der PatientInnen existiert, bevor die ersten Symptome erkennbar werden. Doch bis heute gibt es noch keine Screening-Methoden, um derart früh die Erkrankung zu erkennen – jetzt könne man eine solche Studie vor allem an jenen durchführen, bei denen es, aufgrund genetischer Vererbung, sehr wahrscheinlich ist, dass sie daran erkranken werden.

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    Bildquelle: CC0 Public Domain, coltsfan, Pixabay

  • #252 Mit einer Kamera in den Körper sehen

    Britische WissenschaftlerInnen haben einen Prototypen für eine Kamera vorgestellt, die im medizinischen Bereich einen Durchbruch darstellt: Diese Kamera kann nämlich von außen Bilder aus dem Körperinneren aufnehmen. Anstatt aufwändige und kostspielige Röntgenaufnahmen vorzunehmen, ist die Kamera sofort einsetzbar.

    Die Technologie arbeitet nach dem Prinzip, die Lichtquelle an der Spitze von Endoskopen aufzuspüren. Die Kamera hat eine derart sensible Optik, und kann so Lichtspuren im Körper bis zu 20 Zentimeter tief erkennen und lokalisieren.

    ForscherInnen der University of Edinburgh und der Heriot-Watt University sind für diese Entwicklung zuständig. Sie sehen darin ein essentielles Tool bei minimal-invasiven Eingriffen zur Krankheitsbehandlung:

    „The ability to see a device’s location is crucial for many applications in healthcare, as we move forwards with minimally invasive approaches to treating disease.“ (Kev Dhaliwal, University of Edinburgh, bbc.com)

    Aber wohlgemerkt: Damit kommen keine hochauflösenden Aufnahmen aus dem Körper heraus. Die Bilder sehen bei Aufnahmen mit dem Prototypen so aus:

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    Abbildung: Aufnahme mit dem Kameraprototyp

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    Bildquelle: CC0 Public Domain, geralt, Pixabay

  • #243 Potential von Fotovoltaik deutlich größer als erwartet

    Nach dem ersten großen Hype von Fotovoltaik hieß es bald, dass diese Technologie nicht effizient genug sei – doch aktuelle Forschungsergebnisse sagen nun etwas anders. Bereits heute wird weit mehr elektronische Energie aus Sonnenlicht gewonnen als man früher prognostizierte. Bis zum Jahr 2050 könnte schließlich zwischen 30 und 50 Prozent der weltweit benötigten Energie aus dieser Technologie kommen – das ist drei Mal so viel, als man bislang annahm.

    Das ForscherInnenteam rund um Felix Creutzig vom Mercator Research Institute on Global Commons and Climate Change (MCC) hat frühere Prognosen mit den aktuellen Zahlen verglichen. So stieg die installierte Leistung von 1998 bis 2015 jedes Jahr um 38 Prozent – die Internationale Energieagentur hatte hingegen zwischen 1998 und 2010 nur Wachstumsraten zwischen 16 und 30 Prozent erwartet.

    Mehrere Gründe seien dafür wesentlich: Zum einen sei unterschätzt worden, wie positiv sich staatliche Fördermaßnahmen wie Einspeisevergütungen und günstige Kredite sowie die hohe Akzeptanz in der Bevölkerung auf die Nutzung der Fotovoltaik auswirken. Auch die schnelle technologische Weiterentwicklung bei gleichzeitig fallenden Kosten sowie die Verteuerung konkurrierender Technologien seien nicht vorhergesehen worden. Derzeit sinke der Preis von Solarmodulen bei jeder Verdopplung der produzierten Gesamtmenge um mehr als 20 Prozent, schreibt das Team. (spiegel.de)

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    Bildquelle: CC0 Public Domain, andreas160578, Pixabay

  • #237 Eine neue Therapie gegen Erdnuss-Allergie

    Der Warnhinweis „Kann Spuren von Nüssen enthalten“ ist für viele Allergiker ein Warnzeichen, lieber einen großen Bogen um das Produkt zu machen. Doch neue Forschungsergebnisse geben Hoffnung für Kinder, die an einer Erdnuss-Allergie leiden: in einer Langzeitstudie wurden die Immunsysteme der Kinder dazu gebracht, durch Einnahme des Probiotikums „Lactobacillus rhamnosus“ und kleinen Erdnuss-Portionen die Allergie nach und nach zu akzeptieren. Hier wird also nicht die Allergie bekämpft, sondern das Immunsystem auf ein Leben mit der Allergie eingestellt.

    Die Langzeitstudie der ForscherInnen aus Australien, veröffentlicht im Fachmagazin Lancet Child & Adolescent Health, beschreibt, dass bei 82 % der Kinder, die diese Kombinationstherapie erhielten, eine signifikante Reduzierung von allergischen Reaktionen zu beobachten war. Bei den Kindern, die keine Behandlung bekamen, waren das 4 %. Da es sich ja um eine Langzeitstudie handelt, wurden die Kinder vier Jahre später noch einmal untersucht. Auch da waren es noch 67 %, die ohne Probleme Erdnüsse essen konnten – im Vergleich zu (erneut) 4 % der Kinder ohne Behandlung.

    Zwar wird diese Form der Therapie als wirksam bezeichnet – und doch fragt man sich nun, welchen Einfluss das Probiotikum dabei hatte. Gäbe es Unterschiede zwischen Menschen mit Immuntherapie (mit kleinen Portionen Erdnüssen) und Probiotikum und Menschen, die nur eine Immuntherapie erhalten? Weitere Studien werden also folgen – aber es zeigt, dass die Umschulung des Immunsystems effektiv sein kann.

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    Bildquelle: CC0 Public Domain, Couleur, Pixabay 

  • #169 Europäischer Erfinderpreis für automatisierten Malaria-Bluttest

    Der österreichische Biochemiker Oliver Hayden hat gemeinsam mit dem niederländischen Wissenschaftler Jan van den Boogaart den „Europäischen Erfinderpreis 2017“ gewonnen. Für die Entwicklung eines automatischen Blutschnelltests für Malaria wurden sie in der Kategorie „Industrie“ ausgezeichnet. Der Preis wird seid zwölf Jahren jährlich vom Europäischen Patentamt (EPO) verliehen.

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    Jan van den Boogaart (links) und Oliver Hayden (rechts) feiern den Europäischen Erfinderpreis in der Kategorie „Industrie“ (© EPO)

    Malaria ist eine der gefährlichsten Infektionskrankheiten für Menschen: Jährlich gibt es 200 Millionen Neuinfektionen und 2 Millionen Todesfälle (Quelle: tropeninstitut.at). Überträger sind Stechmücken der Gattung Anopheles. Normalerweise ist für eine Diagnose eine aufwendige mikroskopische Untersuchung notwendig. Durch die Erfindung von Hayden und van den Boogaart kann die Diagnose automatisiert durchgeführt werden: die beiden haben 30 Parameter gefunden und eine Algorithmus entwickelt. Mit einem Bluttestcomputer ist es damit möglich, die Krankheit mit einer Sicherheit von 97 Prozent zu diagnostizieren.

    Die beiden haben bereits 2011 das Patent angemeldet, 2015 wurde es ihnen schließlich auch erteilt. Hayden war von 2007 weg bei Siemens Corporate Technology bzw. Siemens Healthineers aktiv – deshalb wurde der Algorithmus auch für einen Blutscanner der Siemens-Medizintechnik-Sparte Healthineers entwickelt (und deshalb gab es auch den Preis in der Kategorie „Industrie“. 2017 übernahm er schließlich die Heinz-Nixdorf-Professur für Biomedizinische Elektronik an der Technischen Universität München.

    Die beiden Forscher versuchen, die Methode, die für Malaria funktioniert, auch auf andere Erkrankungen wie Leukämie auszudehnen.

    Weiterführende Links und Quellen:

    Bildquelle: CC0 Public Domain, nuzree, Pixabay