#355 HIV-Impfstoff: Neuer Ansatz ohne Tierversuche

ForscherInnen der Medizinischen Universität Innsbruck arbeiten an einer Impfung gegen den HI-Virus. Dabei verfolgen sie einen neuen Ansatz, den sie anderen Impfstoff-ForscherInnen voraushaben.

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ForscherInnen der Medizinischen Universität Innsbruck arbeiten an einer Impfung gegen den HI-Virus. Dabei verfolgen sie einen neuen Ansatz, den sie anderen Impfstoff-ForscherInnen voraushaben.

Bislang fand Grundlagenforschung mit 2D-Modellen in Petrischalen bzw. in Zellkulturplatten statt: Prof. Dr. Doris Wilflingseder verwendet hingegen eine (dreidimensionale) Matrix – ein poriges, halbfestes Gel. Darauf „sät“ sie die Zellen, die sich dann dreidimensional ausbreiten:

„In diesem Gerüst werden dann komplexe Strukturen aufgebaut, die den Geweben in unserem Körper sehr ähneln“ (Doris Wilflingseder, schroedingerskatze.at)

Dank dieser 3D-Modelle ist es nicht mehr notwendig, Experimente mit Primaten oder Mäusen durchzuführen. Diese Experimente seien nicht nur ein ethisches, sondern auch ein finanzielles Problem. Noch dazu sind die Unterschiede der Organismen zweier Spezies schließlich doch gravierend.

Wilflingseders Ansatz ist es, bestimmte Abwehrzellen des Körpers, die dendritischen Zellen zu aktivieren, damit diese den Virus effektiver bekämpfen können. Viren, die mit Proteinen der körpereigenen Immunabwehr umgeben sind, werden von den dendritischen Zellen als Fremdkörper wahrgenommen und bekämpft. Genau das möchte sie bei der therapeutischen Impfung ausnützen.

Bis ein funktionierender Impfstoff gefunden ist, dauert es aber noch lange. Doch die Grundlagenforschung von Wilflingseder könnte schon bald einen wichtigen Beitrag zur Bekämpfung von HIV leisten.


Weiterführende Links und Quellen:

Bildquelle: CC BY (2.0), NIAIDHIV-infected T cell, Flickr

#345 Gesunde Mitochondrien gegen Alzheimer

Ein Forschungsteam an der Eidgenössischen Technischen Hochschule Lausanne (EPFL)  hat einen interessanten Zugang gewählt: Was, wenn man Alzheimer als eine Form einer Stoffwechselkrankheit ansieht? Das Team um Johan Auwerx haben sich deshalb die Mitochondrien genauer angesehen.

Ein Forschungsteam an der Eidgenössischen Technischen Hochschule Lausanne (EPFL)  hat einen interessanten Zugang gewählt: Was, wenn man Alzheimer als eine Form einer Stoffwechselkrankheit ansieht? Das Team um Johan Auwerx haben sich deshalb die Mitochondrien genauer angesehen.

Die Mitochondrien produzieren Adenosintriphosphat, den universellen Energieträger für alle Zellen – durch die Mitochondrien werden alle höheren Zellen mit Energie versorgt. Sie haben eine ganz eigene DNA – und sind zentral für den Stoffwechsel. „Ohne sie könnten wir nicht atmen und unser Herz nicht schlagen.“ (science.orf.at)

Nun ist es so, das durch die degenerative Krankheit Alzheimer die Funktion der Mitochondrien beeinträchtigt wird. Schafft man es aber, die Mitochondrien gezielt zu reaktivieren, so könnten diese die Eiweißablagerungen, die durch die Krankheit entstehen, bekämpfen und reduzieren. Im Tiermodell gelang es den ForscherInnen eine solche Reaktion anzuregen – die Lebensspanne und die Fitness der Tiere verbesserte sich dadurch. Ebenfalls wurde eine „bemerkenswerte Normalisierung der kognitiven Funktionen bei den Mäusen beobachtet“. (derstandard.at)

Auwerx kommentiert die Forschung so: „“Alzheimer durch Mitochondrien anzupacken, könnte den Unterschied ausmachen.“ (derstandard.at)


Weiterführende Links und Quellen:

Bildquelle: CC BY NC (2.0), „Golden mitochondria“ von NIH Image Gallery, Fotograf: Torsten Wittmann, University of San Francisco

#301 Impfstoff gegen Karies in Entwicklung

Chinesische ForscherInnen des Wuhan Institute of Virology arbeiten grade an einem Impfstoff, der gegen das Bakterium, das Karies verursacht, wirken soll. Das Bakterium mit dem Namen „Streptococcus mutans“ soll durch den Impfstoff daran gehindert werden, an den Zähnen anzudocken.

Ja, es ist wahr: Chinesische ForscherInnen des Wuhan Institute of Virology arbeiten grade an einem Impfstoff, der gegen das Bakterium, das Karies verursacht, wirken soll. Das Bakterium mit dem Namen „Streptococcus mutans“ soll durch den Impfstoff daran gehindert werden, an den Zähnen anzudocken. Nun hat das Forschungsteam den aktuellen Entwicklungsstand im Fachmagazin Scientific Reports veröffentlicht:

Bei Versuchen an Mäusen zeigte sich, dass bei Mäusen ohne Karies in 64,2 Prozent der Fälle die Entstehung von Karies verhindert werden. Be jenen, Mäusen, die bereits Karies hatten, gab es in 53,9 Prozent ie Hälfte von Karies „geheilt“ wurden und es bei über 60 Prozent zu einer prophylaktischen Wirkung. Im Laufe der Forschung konnte auch das Problem enormer Nebenwirkungen beseitigt werden – so kam es zuvor zu Entzündungen bis hin zu Störungen des Herzmuskels. Versuche an Menschen gibt es bislang noch nicht.

Doch auch wenn es in Zukunft eine Impfung dieser Art auch für Menschen geben solle, so bedeutet das nicht das Ende der Zahnbürstenindustrie: Selbst wenn das Bakterium Streptococcus mutans nicht mehr an den Zähnen andocken kann, taucht es trotzdem in der Mundhöhle auf und kann sich dort weiter ausbreiten.


Weiterführende Links und Quellen:

Bildquelle: CC0 Public DomainKjerstin_MichaelaPixabay

#284 Erfolgreiche Herstellung eines virusfreien Polio-Impfstoffs

Dank weltweiter Impfkampagnen konnte der Polio-Virus zu 99 Prozent ausgerottet werden. Ein Grund, warum die 100 % nicht erreicht werden können, ist der Impfstoff selbst. Dieser beruht auf aktiven Viren. ForscherInnen aus Großbritannien ist es nun gelungen, eine synthetische Kopie herzustellen.

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.


Weiterführende Links und Quellen:

Bildquelle: CC0 Public Domain, distel2610Pixabay

#128 Diabetes: Typ 1 für ein Jahr gestoppt – ohne Nebenwirkungen

ForscherInnen der UT Health San Antonio in Texas, USA haben eine neue Therapieform für Diabetes Typ 1 gefunden, mit der es gelang, die Krankheit bei Mäusen für ein ganzes Jahr zu stoppen – ohne Nebenwirkungen. Mittels Gentransfer werden Zellen in der Bauchspeicheldrüse dazu gebracht, Insulin zu erzeugen.

ForscherInnen der UT Health San Antonio in Texas, USA haben waren an der Entwicklung einer patentierten Technik beteiligt, mit der es gelang, Mäuse für ein ganzes Jahr von Diabetes Typ 1 zu heilen – dabei konnten keinerlei Nebenwirkungen beobachtet werden.

Infobox: Zellen in der Bauchspeicheldrüse

Beta-Zellen sind die Zellen in der Bauchspeicheldrüse, die das blutzuckersenkende Hormon Insulin produzieren und ins Blut ausschütten. Daneben gibt es in der Bauchspeicheldrüse Alpha-Zellen, die das Hormon Glukagon produzieren. Glukagon ist ein „Gegenspieler“ von Insulin: es erhöht den Blutzuckerspiegel und hilft so, den Blutzucker zu regulieren – etwa bei einer Unterzuckerung.

Alpha- und Betazellen befinden sich in kleinen „Zellhaufen“, die wie Inseln im Gewebe der Bauchspeicheldrüse verteilt sind. Diese werden nach ihrem Erst-Beschreiber als Langerhans-Inseln bezeichnet. (diabetes-ratgeber.net)

Beta-Zellen werden bei Diabetes Typ 1 ja durch die Abwehrzellen des Immunsystems angegriffen und zerstört. Die neue Therapie nutzt deshalb die anderen Zellen der Bauchspeicheldrüse und verändert sie, dass sie Insulin absondern und dies nur als Antwort auf Glukose – so übernehmen die Zellen die Aufgabe der Beta-Zellen. Das Immunsystem soll sie aber nicht als Beta-Zellen erkennen. Diese Therapie gelingt durch einen sogenannten Gentransfer: Dabei werden Gene in die Bauchspeicheldrüse transportiert, welche  werden Gene in die Bauchspeicheldrüse gebracht, welche Verdauungsenzyme und andere Zellen dazu bringen, Insulin zu produzieren. Gentransfers wurden bereits 50 Mal von der „U.S. Food and Drug Administration“ zur Behandlung verschiedener Krankheiten zugelassen.

“We don’t need to replicate all of the insulin-making function of beta cells,” he [Dr. Bruno Doiron] said. “Only 20 percent restoration of this capacity is sufficient for a cure of Type 1.”

Diese neue Technik könnte nicht nur eine Hoffnung für Betroffene mit Diabetes Typ 1 sein – es könnte auch das Ende für das Spritzen von Insulin bei Diabetes Typ 2 sein.

Unterschied zur „Therapiehoffnung“ im 365guteDinge-Beitrag Nr. 71: Die ForscherInnen des Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin in der Helmholtz-Gemeinschaft (MDC) ersetzen die fehlenden Bauchspeicheldrüsenzellen durch genmanipulierte Leberzellen. Die ForscherInnen aus San Antonio hingegen nutzen Zellen der Bauchspeicheldrüse selbst – von der Idee her sind sich die beiden Ansätze aber ähnlich: Durch Gene soll es zu einer „Umerziehung“ der Zelle kommen.

Bislang wurden ausschließlich Tests an Mäusen durchgeführt. Das Ziel der ForscherInnen ist es, klinische Tests mit Menschen in den nächsten drei Jahren durchzuführen – aber zuvor müssen zuerst Studien mit großen Tieren durchgeführt werden.


Weiterführende Links und Quellen:

Weitere 365guteDinge-Beiträge zu #diabetes:

Bildquelle: CC0 Public Domain, Myriams_Fotos, Pixabay

Änderung 8. Mai 2017, 19:36 Uhr: Der Artikel zeigte die falschen weiterführenden Quellen – die richtigen Quellen wurden nun eingebunden.

#115 Medikamente stoppen Fortschritt bei neurodegenerativen Hinkrankheiten wie Demenz

Britische ForscherInnen entdeckten nun zwei Medikamente, mit welchen sie den Fortschritt von neurodegenerativen Erkrankungen wie z.B. Demenz bei Mäusen aufhalten konnten.

Britische ForscherInnen haben nun zwei Medikamente entdeckt, die alle neurodegenerativen Erkrankungen bei Mäusen zu verhindern scheinen. Das Interessante daran ist: Diese Medikamente sind  bereits in verschiedenen Stadien in Verwendung bzw. in menschlichen klinischen Studien erforscht.

Wenn ein Virus eine Gehirnzelle befällt, bringt er die Zelle dazu, Virus-Proteine zu produzieren. Um die Verbreitung des Virus zu stoppen, fahren die anderen (noch nicht betroffenen) Zellen ihre Proteinproduktion vollkommen herunter. Bei neurodegenerativen Erkrankungen kommt es ebenfalls zur Produktion von fehlerhaften Proteinen, die Abwehrkräfte des Gehirns reagieren ähnlich – nur dass hier die Proteinproduktion so lange heruntergefahren wird, bis die „guten“ Zellen nach und nach absterben.

In einer ersten Studie nutzten die ForscherInnen einen Wirkstoff, der diesen Abwehrmechanismus verhinderte. Dadurch konnte der Fortschritt einer Form der Prion-Krankheit bei Mäusen gestoppt werden. Dies geschah im Jahr 2013 und markierte einen wichtigen Fortschritt: Nie zu vor war es gelungen, den Fortschritt einer neurodegenerative Krankheit in einem Tier zu stoppen. Das Problem: Der Wirkstoff griff dabei auch die Bauchspeicheldrüse zu stark an. Daher machten sie sich auf die Suche nach weiteren Wirkstoffen und Medikamenten.

Seither hat das Team über 1.000 fertige Medikamente an Fadenwürmern, Mäusen und schließlich auch menschlichen Zellen in einer Glasschale getestet. Zwei davon konnten den Fortschritt einer Form von Demenz und Prion-Krankheit stoppen. Ein Medikament davon ist bereits im Handel: Trazodone (Thombran [D], Trittico [CH, A EU]) wird Menschen mit Depression verschrieben. Prof. Malluci, eine der ForscherInnen, betont aber, dass man auf gar keinen Fall mit der Einnahme des Medikaments zur Behandlung von neurodegenerativen Krankheiten beginnen soll, bevor ausreichend Testresultate vorhanden sind:“As a professional, a doctor and a scientists, I must advise people to wait for the results. Das andere Medikament, DBM, wird aktuell an Krebspatienten getestet. Die Wirkung ist wie bei jenem Wirkstoff aus dem Jahr 2013 – nur dass Trazodone und DBM dabei die Bauchspeicheldrüse nicht angreifen.

Eine Heilung wird es wohl nicht geben – aber es könnte den Verlauf von Krankheiten in großem Ausmaße verändern und abmildern.

„We’re very unlikely to cure them completely, but if you arrest the progression you change Alzheimer’s disease into something completely different so it becomes liveable with.“ (Prof. Mallucci, bbc.com)

ExpertInnen sind gespannt auf die weiteren Forschungen zu diesen Medikamenten. Dr. Doug Brown von der „Alzheimer’s Society“ betont, dass vor allem der Umstand, dass Trazodone bereits für eine andere Erkrankung im Handel ist, eine Zulassung als Medikament für neurodegenerative Erkrankungen deutlich kürzer als gewöhnlich dauern würde. Dr. David Dexter von „Parkinson’s UK“ erfreute sich über die „very robust and important study“ und spricht, bei erfolgreichem Test an Menschen natürlich, von einem sehr großen Schritt vorwärts.


Weiterführende Links und Quellen:

Bildquelle: CC0 Public Domain, CooliN00B, Pixabay

#19 Die mögliche Selbstheilung der Zähne

Dank britischer ForscherInnen könnten Füllungen aus Amalgam, Kunststoff und Zement in nicht zu ferner Zukunft der Vergangenheit angehören.

Wenn britische ForscherInnen des King’s College London Recht behalten, dann könnte ihre Entdeckung in der Zukunft Füllungen aus Amalgam, Kunststoff oder Zement unnötig machen. Sie fanden heraus, dass ein ein Mittel, welches eigentlich gegen Alzheimer wirken soll, die Zähne von Mäusen dazu anregt, Löcher durch nachwachsende Zellen zu schließen.

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Der Aufbau eines Zahns

Aber von Anfang an: Ein Zahn ist, vereinfacht gesagt, aus drei Dingen aufgebaut. Ganz innen ist das Zahnmark, oder auch Zahnpulpa genannt. Um dieses herum liegt das Zahnbein, auch Dentin genannt – das ist der größte Teil des Zahns. Auf dem Dentin liegt schließlich noch der harte Zahnschmelz. Geht der Zahnschmelz verloren, ist das blöd – denn der wächst nicht wieder nach. Das Dentin hingegen kann lebenslang neu gebildet werden – das passiert auch schon jetzt zwischen der Grenzfläche zum Zahnmark, wenn die Pulpa durch ein Verletzung oder eine Infektion freigelegt wird.

Die ForscherInnen schafften nun aber, dass sich die Dentinneubildung auf den ganzen Zahn ausweitet. Dies funktioniert mit dem klinisch als sicher geltenden Alzheimermedikament namens Tideglusib. Wie diese Selbstheilung funktioniert, ist schnell erklärt:

Wie die Forscher im Fachblatt „Scientific Reports“ schreiben, stimuliert Tideglusib die Bildung von Stammzellen im Zahnmark und regt sie dazu an, sich zu sogenannten Odontoplasten umzuwandeln. Diese spezialisierten Zahnzellen wiederum führen zur Produktion von Dentin. (derStandard.at)

Tideglusib deaktiviert dabei ein Enzym namens GSK-3, welches die Neuformung von Dentin eigentlich unterdrückt.

Die Sache ist nur: Löcher in Mäusezähnen sind viel, viel kleiner als Löcher in Menschenzähnen. Nach dem erfolgreichen Test an Mäusen, testen die ForscherInnen es nun an Ratten, welche bereits vierfach größere Zähne haben als Mäuse. Gelingt auch hier die Selbstheilung, sollen klinische Tests bei Menschen beginnen.

Aber: Auch bei zukünftigen Selbstheilungsprozessen der Zähne muss der Zahnarzt in von Karies befallenen Zähne bohren. So gut das alles also auch klingt – es bleibt einem leider nicht alles erspart.


Weiterführende Links und Quellen:

Bildquelle: CC0 Public Domain, renatalferro, Pixabay