Wochenrückblick KW 50
Grippeimpfstoff für Kleinkinder zeigt Wirkung
Ein deutsch-finnisches Forscherteam hat die Wirksamkeit eines Grippeimpfstoffes für Kleinkinder nachgewiesen.
Wie die Universität Jena am 15. Dezember bekannt gab, wurde der unter anderem vom Impfstoffhersteller Novartis entwickelte Wirkstoff erfolgreich an Säuglingen und Kleinkindern getestet und könnte zur nächsten Impfsaison eingesetzt werden.
Ihre Ergebnisse publizierten die Mediziner auch im New England Journal of Medicine (2011, Online-Vorabveröffentlichung). Die Forscherteams an den Unikliniken Jena, Mainz, Marburg und im finnischen Tampere sowie von der Novartis Impfsparte in Marburg testeten einen mit dem Wirkstoffverstärker MF59 versetzten Grippeimpfstoff an 4700 Kindern im Alter von sechs Monaten bis sechs Jahren. Die Kinder wurden nach dem Zufallsprinzip in drei Gruppen geteilt und erhielten entweder einen verstärkten, einen nicht verstärkten oder einen Kontroll-Impfstoff. „Zeigten sich anschließend Symptome, dann identifizierten wir in unseren Labors mittels molekularbiologischer Diagnostik die Erreger“, beschreibt Peter Wutzler, Virologe am Uniklinikum Jena.
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So konnten die Forscher bei mehreren tausend Rachenabstrichen die Kinder, die trotz Impfung an Grippe erkrankten, von denen unterscheiden, die sich mit anderen, nicht im Impfstoff enthaltenen Viren infiziert hatten. Die Kinder mit dem verstärkten Wirkstoff erkrankten deutlich weniger häufig. „Mit diesem Impfstoff können wir Säuglinge ab sechs Monaten und Kleinkinder wirksamer als bisher vor Influenza schützen und die in dieser besonders gefährdeten Altersgruppe sehr hohen Erkrankungsraten deutlich senken“, sagt Wutzler. Mit Erkrankungsraten von bis zu 30 Prozent sind Kleinkinder besonders von den jährlichen Grippewellen betroffen und tragen auch entsprechend zur Verbreitung der Grippe bei. Bisher erwiesen sich Schutzimpfungen in diesem Alter aber als wenig effizient. Die Entwicklung von Impfstoffen und Medikamenten für Kinder ist besonders schwierig, weil der Organismus der kleinen Patienten anders reagiert als beispielsweise ein Erwachsener mit vergleichbarem Gewicht.
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Die wichtigsten Nachrichten aus der Biotech-Branche
- Helmholtz Virtuelles Institut zu Biomaterialien eröffnet
- RNA-Molekül blockiert Brustkrebs
- Glückshormon sortiert die Organe
- EU-Projekt zu Agrarprodukten und Gentechnik
- Protein baut Nervenzellen auf
Helmholtz Virtuelles Institut zu Biomaterialien eröffnet
An der Freien Universität Berlin wurde am 19. Dezember ein neues Helmholtz Virtuelles Institut (HVI) eröffnet.
Das Institut „Multifunktionale Biomaterialien für die Medizin“ wird fünf Jahre durch die Helmholtz-Gemeinschaft gefördert. Kernpartner sind neben dem federführenden Helmholtz-Zentrum Geesthacht in Teltow (HZG) das Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) und die Freie Universität Berlin. Ziel des HVI ist es, die Wechselwirkungen zwischen Proteinen und polymeren Biomaterialien zu untersuchen, die bislang noch nicht ausreichend verstanden und kontrollierbar sind. Wichtig ist das besonders für die Entwicklung von Diagnostikchips und Implantaten. Diese bestehen häufig aus multifunktionalen Biomaterialien, beispielsweise Träger von Wirkstoffen oder Membranen bei der Dialyse.
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Die Wechselwirkungen zwischen körpereigenen Proteinen und diesen Biomaterialien können allerdings die Eigenschaften und das Verhalten der Materialien grundlegend verändern: Oft bilden körpereigene Proteine eine feste Schicht auf der Oberfläche von Biomaterialien, sie beeinflussen oder initiieren damit weitere biologische Reaktionen oder bestimmen, wie Zellen aneinanderhaften. Die Entstehung dieser Biofilme soll untersucht werden. Angestrebt wird dabei, die Vernetzung der Freien Universität mit den beiden Helmholtz-Partnern zu stärken. Die drei Partner werden das Forschungsthema in den kommenden Jahren in enger Kooperation mit weiteren Partnern aus dem In- und Ausland bearbeiten. Assoziierte Partner des Forscherteams sind die Albert-Ludwigs-Universität Freiburg, die Harvard-Universität in Cambridge (USA), die Universität Tokyo (Japan) und die Sichuan-Universität in Chengdu (China); hinzu kommen als Industriepartner die Mivenion GmbH und die Fresenius Medical Care AG.
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- RNA-Molekül blockiert Brustkrebs
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RNA-Molekül blockiert Brustkrebs
Wissenschaftler aus dem Deutschen Krebsforschungszentrum haben ein RNA-Molekül entdeckt, das in Zellen gleich zwei wichtige Signalwege der Krebsentstehung blockiert.
Wie die Arbeitsgruppe um Stefan Wiemann am DKFZ herausfand, blockiert eine Gruppe
von verwandten microRNA-Molekülen mit der Bezeichnung miR-520 einen Transkriptionsfaktor, der entzündungsfördernde Gene aktiviert. Ihr Forschungsergebnisse haben die Wissenschaftler in der Fachzeitschrift Oncogene (2011, Online-Vorabveröffentlichung) publiziert. miR-520 gehört zur microRNA. Das Molekül besteht aus nur 20 Bausteinen und trägt selbst keine Protein-Baupläne mit sich. Stattdessen heftet es sich an die Boten-RNA und blockiert damit die Produktion des entsprechenden Eiweißes. Als Schlüsselmolekül bei der Krebsentstehung gilt der Transkriptionsfaktor NFkappaB, der entzündungsfördernde Gene aktiviert. Das Forscherteam am DKFZ untersuchte deshalb, ob es eine microRNA gibt, welche die Entstehung von NFkappaB beeinflusst, und isolierten miR-520 aus mehr als 800 microRNAs.
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MiR-520 wirkt aber nicht nur über die Drosselung von NFkappaB als Krebsbremse: Wiemanns Team entdeckte außerdem, dass die microRNA auch einen zweiten krebsfördernden Signalweg blockiert, den der Wachstumsfaktor TGF-beta auslöst. TGF-beta-Signale bewirken, dass bösartige Zellen weniger im Gewebe verankert sind und daher leichter in umgebende Organe vordringen können, also metastasieren. In ihren Untersuchungen an Gewebeproben von Brustkrebstumoren konnten Wiemann und sein Team feststellen, dass die Produktion von miR-520 oft gedrosselt war. Das korrelierte mit bösartigem Verhalten der Tumorzellen: Die DKFZ-Forscher fanden heraus, dass Tumoren mit niedrigem miR-520-Gehalt besonders häufig Metastasen bilden. Dieser Zusammenhang bestand jedoch nur bei Tumoren, die keine Rezeptoren für das weibliche Geschlechtshormon Östrogen bilden. „Unsere Ergebnisse zeigen klar, dass miR-520 eine echte Krebsbremse ist, die das bösartige Verhalten der Tumorzellen gleich auf zwei verschiedenen Wegen unterdrückt“, erklärt Wiemann. „Diese Krebsbremse fällt offenbar in vielen Brusttumoren aus.“ Wiemann hofft, dass seine Erkenntnisse in einer microRNA-Therapie münden.
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- Glückshormon sortiert die Organe
- EU-Projekt zu Agrarprodukten und Gentechnik
- Protein baut Nervenzellen auf
Glückshormon sortiert die Organe
Der Botenstoff Serotonin ist auch für die richtige Verteilung der Organe in der Embryonalentwicklung zuständig.
Wie Forscher der Universität Hohenheim im Versuch an Krallenfröschen nachgewiesen haben und in der Fachzeitschrift Current Biology (2011, Online-Vorabpublikation) berichten, sorgt Serotonin zusammen mit dem Botenstoff Wnt für die Links-Rechts-Asymetrie im menschlichen Körper. Die beiden Botenstoffe steuern die Zellkommunikation im Embryo und sorgen so dafür, dass die Organe an den richtigen Platz wandern. Dazu lösen das auch als Glückshormon bekannte Serotonin und Wnt einen komplexen Mechanismus aus: Nach der Befruchtung teilt sich die Zelle in Form eines symmetrischen Zellhaufens, doch schon wenige Stunden danach lassen Serotonin und Wnt Geißelhärchen auf einigen der Zellen wachsen. Diese beginnen dann sich propellerartig zu drehen. Die koordinierte Bewegung löst dann an der Oberfläche einen Flüssigkeitsstrom aus , der sich von rechts nach links bewegt.
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Erst dieser Reiz schaltet in einem Teil der Zellen die Gene an, die die Organe im Körper platzieren. Fehler im Zusammenspiel der beiden Botenstoffe haben gravierende Folgen: Im Embryo bilden sich Defekte aus. Aber auch für erwachsene Menschen ist das Zusammenspiel des Glückshormons mit seinem Gegenspieler wichtig. „Sonst teilen sich Zellen, die sich einfach nicht teilen sollen“, sagt der Entwicklungsbiologe Martin Blum von der Universität Hohenheim. Krebs wäre eins der möglichen Resultate. „Tumoren bestehen aus Zellen, die denen eines Embryos näher stehen als denen eines Erwachsenen“, so Blum. Die Hohenheimer Grundlagenforschung bietet damit auch einen möglichen Therapieansatz für Krebs. „Der erste Schritt wäre, an Krebspatienten zu untersuchen, ob es einen Zusammenhang zwischen der Erkrankung und dem Serotoninspiegel gibt“, erklärt Blum weiter. Der Botenstoff Serotonin ist auch als Glückshormon bekannt, und regelt zahlreiche Funktionen im Gehirn, im Nervensystem des Magens und im Darm. Ähnlich vielseitig ist der Botenstoff Wnt: Er sorgt bei Fröschen für die Ausprägung der Kopf-Schwanz-Achse und lässt Fliegen Flügel wachsen.
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- EU-Projekt zu Agrarprodukten und Gentechnik
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EU-Projekt zu Agrarprodukten und Gentechnik
Die Technische Universität München (TUM) koordiniert ein EU-Forschungsprojekt zur Koexistenz von konventionellen und gentechnisch veränderten (gv-) Agrarprodukten.
Wie die TU am 9. Dezember mitteilte, sollen in dem Projekt die Rahmenbedingungen von Anbau, Transport und Vermarktung der Lebensmittel. Das multinationale Verbundprojekt wird von der EU mit vier Millionen Euro gefördert ist auf drei Jahre angelegt. Unter Koordination der TU München vergleicht ein Konsortium aus vierzehn Universitäten, Behörden und Unternehmen die Koexistenzmaßnahmen der einzelnen EU-Mitgliedsstaaten. Die Wissenschaftler wollen eine Software entwickeln, die Landwirten, Saatproduzenten und regionalen Händlern als Entscheidungshilfe für Anbau-, Verarbeitungs- und Transportmaßnahmen dient. Als Fallbeispiel dient dafür der Anbau von gentechnisch verändertem Mais in vier europäischen Ländern. Die Wissenschaftler untersuchen, wie die einzelnen Länder die Koexistenz von konventioneller und biotechnologischer Landwirtschaft sicher stellen, ohne dass es zu unerwünschten Einkreuzungen und Vermischungen kommt. Damit soll die Wahlfreiheit der Verbraucher bei gleichzeitig kostengünstiger Lebensmittelproduktion sichergestellt werden.
Im Blick hat das Projekt dabei die Anforderungen und Kosten für alle Akteure entlang der Produktionskette, von der Saatguterzeugung über den landwirtschaftlichen Anbau, den Transport und die Lagerung bis zur Verarbeitung in der Lebens- und Futtermittelindustrie. Fallstudien zu gentechnikfreier Milch in Deutschland und der Schweiz sollen Erkenntnisse über die Kosten und den Nutzen von Trennungsmaßnahmen in der Produktionskette liefern. “Die geforderte Trennung von Rohstoffen mit und ohne Gentechnik ist eine der größten Herausforderungen im Agrarsektor“, sagt Justus Wesseler, der das EU-Forschungsprojekt von Seiten der TU München koordiniert. Wichtiges Ziel ist es deshalb, Bauern- und Handelsverbände sowie politische Entscheidungsträger der EU-Mitgliedstaaten an den Ergebnissen des Forschungsprojekts frühzeitig zu beteiligen. „Wie effizient und kostengünstig die europäischen Vorgaben zur Koexistenz ausgestaltet sind, ist nicht nur entscheidend für die Verbraucherpreise hierzulande, sondern auch für die Chancen europäischer Produkte auf den Weltmärkten“, so der Agrarökonom.
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Protein baut Nervenzellen auf
Forscher an der Ruhr-Universität-Bochum haben den Einfluss der extrazellulären Matrix bei der Bildung von Nervenzellen aufgeklärt.
Wie sie in der Fachzeitschrift Development (2011, Online-Vorabveröffentlichung) beschreiben, steuert das Matrixprotein Tenascin C die Bildung der Astrozyten.
Astrozyten gehören zu den Gliazellen, die im Gegensatz zu den Neuronen eine Stützfunktion im Nervensystem haben. Bisher war nicht bekannt, wie sie entstehen. Bochumer Wissenschaftler um den molekularen Neurobiologen Michael Karus haben herausgefunden, dass die extrazelluläre Matrix und das Protein Tenascin C dafür entscheidend sind. Tenascin C wird von unreifen Astrozyten gebildet und in die Matrix abgesondert. Von dort aus steuert es die Bildung neuer Zellen. Um diesen Prozess genauer zu charakterisieren, untersuchten die Forscher im Mausmodell Astrozyten, die genetisch so verändert waren, dass sie kein Tenascin C bilden.
In den betreffenden Mäusen teilten sich die Nervenzellen langsamer und brauchten auch länger, um zu ihrem Bestimmungsort im Rückenmark zu wandern. „Als Konsequenz der längeren Teilungsphase haben wir eine größere Menge reifer Astrozyten gefunden“, beschreibt Karus. Das Tenascin C ist dabei offenbar wichtiger als ursprünglich vermutet: Bei den Mäusen ohne Tenascin C stellten die Forscher auch eine verminderte Aktivität bei den Genen bestimmter Wachstumsfaktoren fest. Das entdeckte Protein beeinflusst damit nicht nur das Überleben und die Teilungsaktivität der Astrozyten, sondern auch anderer Zelltypen. Dennoch ist gerade die Funktion von Tenascin C bei den Astrozyten für therapeutische Ansätze interessant. Astrozyten gehören zur Blut-Hirn-Schranke, regulieren die Konzentration von Ionen und Botenstoffen und beeinflussen die Aktivität von Nervenzellen. Schon früher haben Wissenschaftler erkannt, dass sich bei Verletzungen des Zentralnervensystems reaktive Astrozyten bilden, die den unreifen Astrozyten sehr ähnlich sind. Die Identifikation von Tenascin C könnte diesen Prozess erklären – und beispielsweise dessen Rolle im Heilungsprozess von Rückenmarksverletzungen aufklären.© biotechnologie.de/ck
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