Wochenrückblick KW 45
Viagra-Wirkstoff stärkt Tumorabwehr
Der Wirkstoff Sildenafil, bekannt vor allem als Bestandteil des Potenzmittels Viagra, richtet bei Krebspatienten auch das körpereigene Immunsystem wieder auf.
Das haben Wissenschaftler des Deutschen Krebsforschungszentrums (DKFZ) Heidelberg im Versuch mit Mäusen nachgewiesen.
Wie sie im Fachjournal PNAS (2011, Online-Veröffentlichung) beschreiben, untersuchten die Wissenschaftler um den Immunologen Viktor Umansky Mäuse, bei denen sich spontan ein dem schwarzen Hautkrebs ähnlicher Tumor bildet. In dessen Umgebung kommt es, wie bei vielen anderen Krebsarten auch, zu einer chronischen Entzündung, die die gezielten Angriffe des Immunsystems gegen Krebs unterdrückt. Umansky zufolge wird diese Hemmung durch sogenannte Suppressorzellen myeloischen Ursprungs (mds-Zellen) vermittelt.
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Die mds-Zellen verhindern zum einen, dass T-Zellen aktiviert werden, und stoppen zum anderen deren Wachstum. T-Zellen wiederum sind die wichtigsten Akteure des Immunsystems im Kampf gegen Krebs. Behandelten die DKFZ-Forscher nun Mäuse mit dem Viagra-Wirkstoff Sildenafil, so verbesserte sich deren Immunabwehr deutlich: Der Wirkstoff hatte die für das Immunsystem schädlichen mds-Zellen neutralisiert.Nach sieben Wochen lebten von den mit Sildenafil behandelten Mäusen noch mehr als doppelt so viele im Vergleich zu den Artgenossen ohne Therapie. „In den behandelten Tieren hatte sich tatsächlich sowohl die Anzahl der krebsspezifischen T-Zellen als auch die Menge der Aktivierungsmoleküle wieder normalisiert – Sildenafil neutralisiert also erfolgreich die chronische Entzündung in der Umgebung des Melanoms und bekämpft die immunsupprimierende Wirkung der mds-Zellen“, heißt es aus Heidelberg. Die Forscher hoffen, dass ihre Entdeckung für die Entwicklung neuer Therapieansätze genutzt werden kann.
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Die wichtigsten Nachrichten aus der Biotech-Branche
- Einhundertstes Unternehmen mit "Ohne Gentechnik"-Siegel
- Hirnaktivität steigt bei Multipler Sklerose an
- Wie sich Zebrafisch-Gehirne regenerieren
- Gleiches Protein für Krebsabwehr und Schwangerschaft
- Schnürsenkel und Eieröffner helfen bei Photosynthese
Einhundertstes Unternehmen mit "Ohne Gentechnik"-Siegel
Die bayerische Molkerei „Zott“ hat als einhundertstes Unternehmen in Deutschland das Siegel „Ohne Gentechnik“ verliehen bekommen.
Das gab der Verband „Lebensmittel ohne Gentechnik e.V.“ am 14. November in Berlin bekannt. Bundesverbraucherschutzministerin Ilse Aigner erklärte, es sei erfreulich, dass immer mehr Unternehmen das „Ohne Gentechnik“-Siegel verwenden: „Das zeigt, dass das Siegel von der Wirtschaft und von den Verbrauchern angenommen wird." Mit dem Kauf eines Produkts mit dem „Ohne Gentechnik“-Siegel könnten sich Verbraucher ganz bewusst gegen die Verwendung gentechnisch veränderter Nutzpflanzen als Lebensmittel oder Futtermittel aussprechen.
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News: Wirtschaft vergibt nun „Ohne Gentechnik“-Siegel |
Das „Ohne Gentechnik“-Siegel wird vom Verband „Lebensmittel ohne Gentechnik e.V.“ vergeben. Die Einführung des Siegels war lange Zeit umstritten, die Vergabe kam nur schleppend in Gang. Umweltverbände und Gentechnikgegner hatten das Siegel kritisiert und eine Positivkennzeichnung von Lebensmitteln gefordert. Damit sollten alle Lebensmittel, die im Laufe des Produktionsprozesses irgendwie in Berührung mit Gentechnik gekommen sind, gekennzeichnet werden. Allerdings hätte die deutsche Regierung darüber nicht alleine entscheiden können, da eine Änderung EU-weit erfolgen müsste. Noch ist das Thema auf EU-Ebene aber gar nicht auf der Tagesordnung. Die grüne Raute mit dreiblättriger Pflanze und der weißen Aufschrift "Ohne Gentechnik" ist für Produkte vorgesehen, die garantiert ohne jede Spur von Gentechnik hergestellt wurden. Auch zufällige oder technisch unvermeidbare Beimischungen von gentechnisch veränderten Organismen (GVO) werden nicht toleriert. Das Siegel sollte eine Lücke in den bisherigen Kennzeichnungspflichten schließen. Viele Hersteller zögern jedoch, das im August 2009 von Ministerin Aigner (CSU) vorgestellte Siegel zu verwenden. Grund dafür ist, dass sie nicht hundertprozentig garantieren können, dass ihre Produkte tatsächlich den Kriterien entsprechen.
"Wenn sich herausstellen sollte, das an irgendeiner Stelle doch Gentechnik im Spiel war, steht der Hersteller am Pranger", sagte Matthias Horst, Geschäftsführer der Bundesvereinigung Deutsche Ernährungsindustrie (BVE) bei der Einführung 2009. Dass genau so etwas passiert, ist nach Angaben des BVE gar nicht so unwahrscheinlich. Mittlerweile ist die Gentechnik an so vielen Produktionsschritten beteiligt, dass derzeit 60 Prozent der verkauften Lebensmittel einen entsprechenden Hinweis tragen müssten.
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- Hirnaktivität steigt bei Multipler Sklerose an
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Hirnaktivität steigt bei Multipler Sklerose an
Bei Multipler Sklerose (MS) steigt die Kommunikation zwischen bestimmten Hirnarealen sprunghaft an.
Das konnten Hamburger Forscher nun in einer im Fachmagazin Proceedings of the National Academy of Science (2011, Online-Vorabveröffentlichung) veröffentlichten Studie zeigen. Bei MS greift das körpereigene Immunsystem die isolierende Umhüllung der Nervenzellen an – das Myelin. Es kommt zum Kurzschluss in den Nervenzellen. Die Folge: Botschaften können nicht mehr wirkungsvoll übertragen werden. Was häufig mit einem Kribbeln in den Beinen oder Flimmern im Sichtfeld beginnt, führt im weiteren Verlauf meist zu schweren Bewegungsstörungen und kognitiven Defiziten, beispielsweise Gedächtnisproblemen oder einer nachlassenden Aufmerksamkeit.
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Menschen: Cordian Beyer: Hormoncocktail nach Schlaganfall Wochenrückblick: Neuer Baustein für die Entstehung von Multipler Sklerose entdeckt |
Die Forschungsgruppe um Andreas Engel vom Institut für Neurophysiologie und Pathophysiologie am Universitätklinikum Hamburg-Eppendorf konnte nun erstmals einen Zusammenhang zwischen dem Grad der Nervenschädigungen einerseits und der Stärke der Kommunikation bestimmter Hirnareale untereinander feststellen: Je stärker die Nervenfasern im Gehirn geschädigt und kognitive Prozesse beeinträchtigt waren, desto mehr kommunizierten bestimmte Hirnareale miteinander. Damit gelang es den Wissenschaftlern, einen völlig neuen Zusammenhang zwischen dem Ausmaß kognitiver Störungen und Veränderungen von Kommunikationsprozessen im Gehirn herzustellen. Warum bestimmte Hirnregionen bei MS trotz zunehmender Schädigung stärker miteinander kommunizieren als bei Gesunden, können die Forscher um Engel noch nicht erklären. Sie hoffen jedoch, dass sich mit den Ergebnissen neue diagnostische und therapeutische Ansätze bei MS entwickeln lassen. Beispielsweise könnte eine regelmäßige MRT-Untersuchung bei MS-Patienten helfen, das genaue Ausmaß der Erkrankung, besonders im frühen Stadium, noch besser einschätzen zu können.
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Wie sich Zebrafisch-Gehirne regenerieren
Bei Zebrafischen haben Dresdner Forscher erstmals entdeckt, wie die Regenerationskünstler zerstörte Gehirnregionen wieder durch neues Gewebe ersetzen.
Die Entwicklungsbiologen haben dabei erstmals die Zellquelle dingfest gemacht, die für den Nachschub an Nervenzellen sorgt.
Die Forscher um Micheal Brand vom DFG-Forschungszentrums für Regenerative Therapien Dresden (CRTD) berichten in der Fachzeitschrift Development (2011, Online-Vorabveröffentlichung). Im Gegensatz zu Menschen und Säugetieren besitzen Salamander und Fische die Fähigkeit, große Regionen ihres zentralen Nervensystems auch nach schwerwiegenden Verletzungen wieder zu erneuern. Obwohl diese erstaunliche Selbstheilungsfähigkeit schon seit den frühen sechziger Jahren an Fischen untersucht wird, konnte bisher nicht geklärt werden, woher die neugebildeten Nervenzellen stammen, die die verlorenen Zellen ersetzen. Das Team um Brand hat mit einer speziellen Markierungstechnik neuronale Stammzellen im Gehirn dauerhaft angefärbt, ebenso die von ihnen abstammenden Zellen. Dann fügten die Forscher den Zebrafischen gezielt Hirnverletzungen zu und beobachteten die nun ablaufenden Regenerationsprozesse. Volker Kroehne aus dem Dresdner Forscherteam erläutert: „Der Fisch kann die zerstörten Areale durch einen auf neuronalen Stammzellen basierenden Mechanismus wiederherstellen. Sogenannte radiale Gliazellen erhöhen die Produktion von neuen Nervenzellen, die dann in die Mitte des Gehirns wandern und die verlorenen Zellen im Verletzungsgebiet ersetzen.“
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Langzeitstudien hätten gezeigt, dass die regenerierten Nervenzellen permanent im Fischgehirn verbleiben und wahrscheinlich dauerhaft in das neuronale Netzwerk eingebaut werden. Im Unterschied zum Fisch bildet sich bei Menschen nach einer Hirnverletzung Narbengewebe, das unter anderem durch Ablagerungen von sternförmigen Gliazellen (Astrozyten) entsteht. Genau diese Verwandten der menschlichen Gliazelle, die radialen Gliazellen, erzeugen im Zebrafisch kein Narbengewebe, sondern neue Nervenzellen. Die Gehirne von Mensch und Zebrafisch unterscheiden sich zwar oberflächlich betrachtet hinsichtlich Größe und Aussehen, sind aber neuroanatomisch und genetisch eng verwandt. Die Erkenntnisse aus dem Fisch könnten deshalb durchaus in neue Therapieansätze bei Menschen münden.
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Gleiches Protein für Krebsabwehr und Schwangerschaft
Kuriose Doppelfunktion: Das p53-Protein, bisher als Tumorsuppressor bekannt, steuert auch das menschliche Schwangerschaftshormon hCG.
Diese Entdeckung publizierten Onkologen der Medizinischen Fakultät Leipzig im Fachjournal Cell Cycle (2011, Online-Veröffentlichung). Unter Wissenschaftlern ist p53 schon länger bekannt: Das Protein besitzt wichtige Funktionen bei der Verhinderung von Krebserkrankungen. Vor einigen Jahren erkannten Forscher bei Mäusen, dass p53 auch die Reproduktion beeinflusst: Es reguliert das sogenannte LIF-Protein, welches die Gebärmutter für das Einnisten eines befruchteten Eis vorbereitet. Kurt Engeland, Professor für Molekulare Onkologie in Leipzig, und seine Mitarbeiterin Sindy Sohr haben jetzt nachgewiesen, dass p53 beim Menschen ähnlich funktioniert: Auch hier reguliert der Tumorsuppressor das Schwangerschaftsprotein LIF. Allerdings nicht nur von mütterlicher Seite, wie zunächst vermutet, sondern auch durch den frühen Embryo, der das Protein ebenfalls produziert.
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Menschen: Oliver Schilling: Scheren im Organismus |
„Die Entdeckung wird einige Wellen schlagen“, sagt Engeland. „Wir zeigen, dass p53 nicht nur auf der Mutterseite die Implantation des Embryos unterstützt, sondern dass es konzertiert von beiden Seiten – von mütterlicher und kindlicher Seite – aus hilft, eine Schwangerschaft zu etablieren.“ Das durch p53 gesteuerte Hormon hCG wird bereits zu Beginn der Schwangerschaft in großen Mengen produziert, es gilt als Indikator bei Schwangerschaftstests und ist Teil der Therapie bei unerfülltem Kinderwunsch. Hier zeige sich, dass das p53-Protein viele Funktionen habe, die unabhängig voneinander ausgeführt werden.
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- Schnürsenkel und Eieröffner helfen bei Photosynthese
Schnürsenkel und Eieröffner helfen bei Photosynthese
Martinsrieder Biochemiker haben die Struktur und Funktionsweise eines Schlüsselproteins bei der Photosynthese aufgeklärt. 
Ihre Strukturanalyse des Eiweißes namens Rubisco-Aktivase präsentieren sie in den Fachmagazinen Nature (2011, Onlineveröffentlichung) und Nature Structural and Molecular Biology (2011, Onlineveröffentlichung).
Bei der Photosynthese wandeln Pflanzenproteine Kohlenstoffdioxid (CO2) und Wasser in Sauerstoff und Zucker um. Ohne diesen Prozess wäre das Leben in seiner heutigen Form undenkbar. Somit ist das Schlüsselprotein der Photosynthese, das Forscher kurz Rubisco nennen, eines der wichtigsten Proteine überhaupt. “Obwohl es so wichtig ist, steckt Rubisco voller Fehler”, sagt Manajit Hayer-Hartl, Leiterin der Forschungsgruppe “Chaperonin-vermittelte Proteinfaltung“ am Max-Planck-Institut für Biochemie.
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So bindet es beispielsweise regelmäßig falsche Zuckermoleküle, die dann seine Aktivität hemmen. Damit Rubisco seine Arbeit wieder aufnehmen kann, müssen die Zuckermoleküle von einem speziellen Helferprotein (Rubisco-Aktivase) entfernt werden. Die Max-Planck-Wissenschaftler haben jetzt entdeckt, dass sich im Laufe der Evolution zwei verschiedene Rubisco-Aktivasen in Pflanzen und Rotalgen entwickelt haben. Die neu entdeckte Rubisco-Aktivase in Rotalgen repariert blockierte Rubisco-Proteine, in dem sie an einem Ende des Proteins zieht - wie jemand, der an einem Schnürsenkel zieht. Dadurch öffnet das Helferprotein das aktive Zentrum von Rubisco und setzt so den Zucker frei. Die entsprechende Rubisco Aktivase in Grünpflanzen funktioniert dagegen eher wie ein Eieröffner: Sie quetscht das inaktive Rubisco-Protein und zwingt es so, die Zuckermoleküle frei zu lassen. Die neuen Erkenntnisse sind nicht nur für die Grundlagenforschung von Interesse. „Das Verständnis der Struktur und Funktion der beiden Helferproteine könnte helfen, Pflanzen und Mikroorganismen herzustellen, die effektiver arbeiten und somit mehr CO2 in Biomasse umwandeln“, hofft Hayer-Hartl.
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