Inhaltsangabe: Biotechnologie

Bakterien besiegen Tumore
Infektionen trainieren das Immunsystem, Krebszellen zu zerstören

Kontext: Viele Kliniker und Forscher versuchen, Krebs zu behandeln, ohne auf schwächende Chemo- und Strahlentherapie zurückzugreifen. Aber auch Wundermittel, die gezielt Krebszellen angreifen, haben schwerwiegende Nebenwirkungen. Eine bessere Option kann sein, das eigene Immunsystem eines Patienten zu trainieren, um Tumore anzugreifen. Jetzt haben Forscher der Johns Hopkins University unter der Leitung von Bert Vogelstein herausgefunden, dass Bakterien als Mittel zur Stärkung des Immunsystems vielversprechend sind und zur Behandlung von Leber-, Lungen- und Bauchspeicheldrüsenkrebs eingesetzt werden könnten.

Möchten Sie für immer leben?

Diese Geschichte war Teil unserer Februar-Ausgabe 2005



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Methoden und Ergebnisse: Tieren mit Krebstumoren wurden Bakterien injiziert, die in den sauerstoffarmen Zentren solider Tumoren gedeihen und in gesundem, sauerstoffreichem Gewebe absterben. Die Forscher hofften, dass die Bakterien die Tumore von innen nach außen zerstören und einen äußeren Rand von Krebszellen hinterlassen würden, die mit Standardtherapien leichter behandelt werden könnten. Genau das haben die Bakterien getan. Die Forscher fanden jedoch auch heraus, dass die Infektion das Immunsystem des Probanden häufig dazu veranlasste, den Krebs zu erkennen und zu bekämpfen. Bei 23 von 70 Versuchstieren zerstörte diese Immunantwort die Reste des Tumors ohne zusätzliche Therapie. Selbst nachdem die bakteriellen Infektionen abgeklungen waren, griff das Immunsystem der Tiere neu injizierte Krebszellen des erfolgreich behandelten Typs an. Die Behandlung hatte sowohl bei Mäusen als auch bei Kaninchen ähnliche Wirkungen, was es plausibel macht, dass sie auch bei anderen Arten, einschließlich des Menschen, wirken könnte.

Warum es wichtig ist: Die ideale Krebsbehandlung, wie sie sich derzeit vorstellt, würde Krebszellen abtöten, ohne gesunde zu schädigen. Die Methode der Hopkins-Forscher geht noch weiter und bereitet das Immunsystem darauf vor, Krebszellen zu besiegen, die nach der Zerstörung eines Tumors zurückbleiben. Bisher scheint die bakterielle Therapie nicht die Nebenwirkungen zu haben, die mit aktuellen Krebsbehandlungen verbunden sind. Natürlich haben viele vielversprechende Behandlungen bei Tieren in Tests am Menschen enttäuscht. Aber wenn sich die Therapie für den Menschen als sicher und wirksam erweist, könnten Krebspatienten in Zukunft viel erfolgreichere und komfortablere Behandlungen in Erwägung ziehen.

Quelle: Agrawal, N. et al. 2004. Die bakteriolytische Therapie kann eine starke Immunantwort gegen experimentelle Tumoren erzeugen. Proceedings of the National Academy of Sciences 101: 15172-15177.

wie heiß ist heiß

Ärger im Kraftwerk der Zelle
Alterungskrankheiten hängen mit einem Mitochondrien-Gen zusammen

Kontext: Wenn Sie hohen Blutdruck haben, sind Sie eher fettleibig und haben einen hohen Cholesterinspiegel und eine Vielzahl anderer ungesunder Erkrankungen. Jüngste Beweise deuten darauf hin, dass Fettleibigkeit die Körperzellen daran hindert, richtig auf den Blutzucker zu reagieren, was zu Diabetes führt. Warum diese Erkrankungen mit Bluthochdruck verbunden sind, ist jedoch noch wenig verstanden. Ein Forscherteam der Yale University und der State University of New York Upstate Medical University suchte eine Antwort in der Genetik und fand eine in den Mitochondrien. Die meisten Zellen enthalten Hunderte von Mitochondrien, stäbchenförmige Strukturen, die vor Milliarden von Jahren entstanden, als eine Zelle ein Bakterium verschlang, es aber nicht zerstörte. Jetzt helfen die Nachkommen des Bakteriums den Körperzellen, Nahrung in Energie umzuwandeln.

Methoden und Ergebnisse: Frederick Wilson aus Yale und seine Kollegen untersuchten eine Familie mit einer hohen Inzidenz von Erkrankungen im Zusammenhang mit Bluthochdruck und verfolgten die Vererbung von 142 Blutsverwandten über vier Generationen. Nach Anpassung an Unterschiede in Alter, Gewicht und Medikamenteneinnahme fanden die Forscher ein klares Vererbungsmuster. Alle Bedingungen gingen über die mütterliche Linie ab, was darauf hindeutet, dass das schuldige Gen mitochondrial war. (Die Mitochondrien einer Person stammen von denen ab, die ursprünglich in der Eizelle vorhanden waren und haben ihre eigene, bakterienähnliche DNA.) Eine vollständige Sequenz des mitochondrialen Genoms betroffener Familienmitglieder zeigte 14 Unterschiede zu Standardsequenzen. Dreizehn waren zuvor berichtet worden, keine Auswirkungen zu haben. Die 14. war neu und wurde einem Gen für eine Transfer-RNA zugeordnet, einem Molekül, das für den Aufbau von Proteinen unerlässlich ist. Tatsächlich ist das Gen bei Tieren, Pilzen, Pflanzen und sogar Bakterien konstant.

Warum es wichtig ist: Vor einem lauten Hintergrund von Studien, die zeigen, wie Herzkrankheiten, Depressionen und andere komplexe Krankheiten kleinen Auswirkungen vieler Gene zugeschrieben werden können, zeigt die Forschung von Wilson und seinen Kollegen, dass ein einzelnes Gen mit vielen krankheitsassoziierten Zuständen in Verbindung gebracht werden kann. Noch wichtiger ist, dass die Forschung die Mitochondrien für mehrere Krankheiten verantwortlich macht, deren Funktion mit dem Alter abnimmt. Diejenigen, die den Jungbrunnen suchen oder einfach nur hoffen, die Verwüstungen des Alters abzuwehren, können von weiteren Untersuchungen dieser Überreste uralter Bakterien profitieren.

Quelle: Wilson, F. H. et al. 2004. Ein Cluster von Stoffwechseldefekten, die durch Mutationen in einer mitochondrialen tRNA verursacht werden. Wissenschaft 306: 1190-1194.

Embryonale Stammzellen leicht gemacht?
Eine Technik zur Herstellung von Stammzellen ist möglicherweise weniger arbeitsintensiv – und weniger umstritten

Kontext: Wenn Sie hohen Blutdruck haben, sind Sie eher fettleibig und haben einen hohen Cholesterinspiegel und eine Vielzahl anderer ungesunder Erkrankungen. Jüngste Beweise deuten darauf hin, dass Fettleibigkeit die Körperzellen daran hindert, richtig auf den Blutzucker zu reagieren, was zu Diabetes führt. Warum diese Erkrankungen mit Bluthochdruck verbunden sind, ist jedoch noch wenig verstanden. Ein Forscherteam der Yale University und der State University of New York Upstate Medical University suchte eine Antwort in der Genetik und fand eine in den Mitochondrien. Die meisten Zellen enthalten Hunderte von Mitochondrien, stäbchenförmige Strukturen, die vor Milliarden von Jahren entstanden sind, als eine Zelle ein Bakterium verschlang, es aber nicht zerstörte. Jetzt helfen die Nachkommen des Bakteriums den Körperzellen, Nahrung in Energie umzuwandeln.

Methoden und Ergebnisse: Frederick Wilson aus Yale und seine Kollegen untersuchten eine Familie mit einer hohen Inzidenz von Erkrankungen im Zusammenhang mit Bluthochdruck und verfolgten die Vererbung von 142 Blutsverwandten über vier Generationen. Nach Anpassung an Unterschiede in Alter, Gewicht und Medikamenteneinnahme fanden die Forscher ein klares Vererbungsmuster. Alle Bedingungen gingen über die mütterliche Linie ab, was darauf hindeutet, dass das schuldige Gen mitochondrial war. (Die Mitochondrien einer Person stammen von denen ab, die ursprünglich in der Eizelle vorhanden waren und haben ihre eigene, bakterienähnliche DNA.) Eine vollständige Sequenz des mitochondrialen Genoms betroffener Familienmitglieder zeigte 14 Unterschiede zu Standardsequenzen. Dreizehn waren zuvor berichtet worden, keine Auswirkungen zu haben. Die 14. war neu und wurde einem Gen für eine Transfer-RNA zugeordnet, einem Molekül, das für den Aufbau von Proteinen unerlässlich ist. Tatsächlich ist das Gen bei Tieren, Pilzen, Pflanzen und sogar Bakterien konstant.

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Warum es wichtig ist: Vor einem lauten Hintergrund von Studien, die zeigen, wie Herzkrankheiten, Depressionen und andere komplexe Krankheiten kleinen Auswirkungen vieler Gene zugeschrieben werden können, zeigt die Forschung von Wilson und seinen Kollegen, dass ein einzelnes Gen mit vielen krankheitsassoziierten Zuständen in Verbindung gebracht werden kann. Noch wichtiger ist, dass die Forschung die Mitochondrien für mehrere Krankheiten verantwortlich macht, deren Funktion mit dem Alter abnimmt. Diejenigen, die den Jungbrunnen suchen oder einfach nur hoffen, die Verwüstungen des Alters abzuwehren, können von weiteren Untersuchungen dieser Überreste uralter Bakterien profitieren.

Quelle: Wilson, F. H. et al. 2004. Ein Cluster von Stoffwechseldefekten, die durch Mutationen in einer mitochondrialen tRNA verursacht werden. Wissenschaft 306: 1190-1194.

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