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Archaische Zellen helfen dem Immunsystem bei der Heilung

Klassische Medizin

(pte) – Die bisher nur für Aufgaben in der Immunabwehr des menschlichen Körpers bekannten Mukosa-assoziierten invarianten T-Zellen (MAIT) lassen sich nutzen, um defektes Gewebe im Körper zu reparieren. Außerdem helfen sie bei Infektionen der Lunge, des Darms und der Haut. Das haben Forscher um Timothy Hinks von der medizinischen Fakultät der University of Oxford gemeinsam mit Kollegen des NIHR Oxford Biomedical Research Centre herausgefunden. Details wurden in „Cell Reports“ publiziert.

MAIT-Zellen auch in Tieren
„MAIT-Zellen kommen in großer Zahl in unterschiedlichen Geweben unseres Körpers vor. Man findet sie auch in Mäusen, Opossums und Beutelteufeln, einer Raubtierart, die nur noch in Tasmanien (Australien) zu finden ist. Die Zellen haben sich in den vergangenen 150 Mio. Jahren kaum verändert. Das lässt darauf schließen, dass sie eine wichtige Rolle beim der Gesunderhaltung spielen“, so Hinks.

Die bemerkenswert nützlichen Zellen wurden erst Anfang des 21. Jahrhunderts entdeckt. Anfangs war die wissenschaftliche Welt der Meinung, sie schützten vor bakteriellen Infektionen. Gemeinsam mit Kollegen der University of Melbourne fanden die Briten heraus, dass sie auch gegen virale Infekte helfen, etwa bei Grippe.

Selbstheilungskräfte aktiviert
„Jetzt haben wir eine dritte Funktion entdeckt“, sagt Paul Klenerman, der das Team in Oxford leitet. Diese sei möglicherweise noch bedeutender als die bisher bekannten. Wenn MAIT-Zellen schädliche Bakterien wittern, schalten sie Gene ein, die die Selbstheilungskräfte aktivieren, sodass sich das Gewebe generiert. „Das könnte die Erklärung dafür sein, dass diese Zellen in der Vergangenheit und heute so wichtig sind für die Gesundheit von Mensch und Tier“, so Klenermann. Er glaubt, dass diese Zellen für künftige Therapien einsetzbar sind. Sie lassen sich durch Moleküle aktivieren, die auf Vitaminen basieren und die Heilung von Krankheiten wie Hautgeschwüren und Infektionen des Darms beschleunigen könnten.

Mikroskop liefert Kinobilder aus lebenden Zellen

Klassische Medizin

(pte) – Forscher der Universität Bielefel , des Leibniz-Instituts für Photonische Technologien (Leibniz-IPHT) und der Universität Jena haben eine neue Technik entwickelt, um Vorgänge in Zellen live zu beobachten. Den in „Nature Communications“ publizierten Ergebnissen nach haben die Forscher die Technik der superauflösenden strukturierten Beleuchtungsmikroskopie (SR-SIM) weiter verbessert.

Fluoreszenzmikroskopie
Bei dem fluoreszenzmikroskopischen Verfahren SR-SIM werden Objekte über ein spezielles Muster mit Laserlicht bestrahlt. Es regt besondere, fluoreszierende Moleküle in der Probe an, sodass sie Licht in einer anderen Wellenlänge wieder abgeben. Die mikroskopische Aufnahme zeigt dann dieses abgestrahlte Licht. Es wird zunächst in mehreren Einzelbildern aufgenommen und dann als hochaufgelöstes Bild auf einem Computer rekonstruiert.

Indem Team für das neue Mikroskop Parallelrechner-Verfahren auf modernen Grafikkarten einsetzt, konnte es die Bildrekonstruktion deutlich beschleunigen. Eine minimale Verzögerung von 250 Millisekunden ist den Wissenschaftlern nach für das menschliche Auge fast nicht wahrnehmbar. Auch die Rohdaten lassen sich mit dem neu erforschten Mikroskop schneller erzeugen. „Das macht es möglich, Proben schnell zu vermessen und bereits während eines Experiments Versuchsbedingungen sofort anzupassen, anstatt diese erst im Nachhinein auswerten zu können“, erklärt Rainer Heintzmann vom Leibniz-IPHT den Nutzen.

Gute Echtzeitaufnahmen
Das Verfahren wurde an biologischen Zellen getestet und die Bewegungen von Mitochondrien aufgezeichnet, den etwa einen Mikrometer kleinen Energiezentren der Zellen. „Wir konnten ungefähr 60 Einzelbilder pro Sekunde erzeugen – das ist eine höhere Bildfrequenz als bei Kinofilmen. Zwischen Messung und Bild liegen weniger als 250 Millisekunden, daher erlaubt die Technik Echtzeitaufnahmen“, ergänzt Andreas Markwirth von der Universität Bielefeld. So ließen sich Virenpartikeln auf ihrem Weg durch die Zelle untersuchen.

Alpenflora reagiert zu spät auf Klimawandel

Erde, Klima, Umweltschutz

(pte) – Die Natur reagiert mit „Verspätung“ auf den Klimawandel und die einhergehenden höheren Temperaturen. Das trifft sowohl auf das Aussterben von Populationen an inzwischen zu warmen Standorten als auch auf das Besiedeln ehemals zu kalter Plätze zu. Verzögertes Aussterben ist vor allem bei Arten der höchsten Lagen verbreitet, wie Forscher der Universität Wien herausgefunden haben.

Großteil noch am „falschen“ Ort
„60 Prozent der Arten sind noch auf Flächen zu finden, die ihnen klimatisch nicht mehr zusagen, 38 Prozent haben nicht alle Flächen besiedelt, die inzwischen ein geeignetes Klima bieten würden, und nur für sieben Prozent haben wir keine Indizien für Verzögerungen in die eine oder in die andere Richtung beobachtet“, resümiert Sabine Rumpf vom Department für Botanik und Biodiversitätsforschung der Universität Wien.

Die Wiener Forscher haben zusammen mit Kollegen der Eidgenössischen Forschungsanstalt für Wald, Schnee und Landschaft auf über 1.500 Untersuchungsflächen in den Alpen die Florenveränderungen zwischen den Jahren vor 1970 und den Jahren 2014/15 verglichen und die beobachteten Änderungen mit jenen verglichen, die aufgrund des Klimawandels zu erwarten gewesen wären. Die Resultate zeigen, dass fast keine der im Detail untersuchten 135 Pflanzenarten dem Klimawandel ohne Verzögerung gefolgt ist.

Mensch unterschätzt Klimawandel
„Verzögerte Anpassung bedeutet, dass wir auf der Basis heutiger Beobachtungen dazu tendieren, das volle Ausmaß der Konsequenzen des Klimawandels zu unterschätzen. Problematisch ist das besonders dort, wo Populationen aufgrund der bereits heutigen klimatischen Bedingungen erst in der Zukunft, vielleicht erst in Jahrzehnten aussterben werden“, fasst der Wiener Forscher Stefan Dullinger die Studienergebnisse zusammen.

Diese „Aussterbeschuld“ verteile sich nicht zufällig über Arten und Landschaften, sondern sei unter den Arten der höchsten Lagen besonders verbreitet. Genau diese Arten gelten den Experten nach auch als diejenigen, die am meisten unter dem Klimawandel leiden (werden), weil sie kaum mehr Ausweichmöglichkeiten in höhere Regionen haben. Je größer das Risiko für eine Art, desto langsamer scheint sich diese Bedrohung daher zu realisieren.

19.09.2019 Die Klimaerwärmung lässt sich nicht leugnen

Allgemein, Videos

Politiker, kommt endlich zu Potte ! Die Klimaerwärmung lässt sich nicht leugnen. Die Polaris bringt es an den Tag.
Nichts zu tun ist viel teurer als vernünftige Maßnahmen zu ergreifen. Allerdings, die grüne CO2 Ideologie hilft dabei leider nicht nur. Verbote schädigen unsere Konkurrenzfähigkeit weltweit.
Aber es gibt marktwirtschaftliche Lösungen, die einen Selbstorganisationsprozess in Gang setzen. Wir brauchen keine Revolution, die frisst sowieso immer ihre eigenen Kinder. Wir brauchen Vernunft.
Das Klima-Kabinett der Groko ist auf dem richtigen Weg. Jetzt gilt es Europa und vielleicht sogar die Welt davon zu überzeugen, denn wir in Deutschland können das Weltklima nur in Kooperation mit der Vernunft der Länder lösen.

Folge 38.  Mit Vernunft in die Zukunft, oder ?

Umwelt und Gene beeinflussen Alzheimer-Risiko

Klassische Medizin

(pte) – Mit dem sogenannten „Alzheimer’s Disease Exposome“ sollen große Wissenslücken über die Interaktion von Umweltfaktoren und genetischen Faktoren geschlossen werden, die das Erkrankungsrisiko von Alzheimer verringern oder erhöhen können. Der Vorschlag kommt von den Forschern Caleb Finch und Alexander Kulminski. Die Studie hierzu stand unter der Leitung der University of Southern California und der Duke University .

Mehr Forschung notwendig
Laut Finch geht es um einen neuen Ansatz zur umfassenden Beurteilung der zahlreichen Interaktionen zwischen Gehirn und Körper, die zu einer Erkrankung beitragen. Die Bedeutung dieses Bereiches zeige sich schon durch die großen individuellen Unterschiede des kognitiven Abbaus vor allem bei Personen, die über Gene verfügen, die das Alzheimer-Risiko erhöhen.

Zunehmendes Alter gilt als der wichtigste bekannte Risikofaktor. Zahlreiche andere Risikofaktoren wie auch Umwelteinflüsse sind derzeit nur wenig erforscht. Frühere Studien mit schwedischen Zwillingen legen jedoch nahe, dass die Hälfte der individuellen Unterschiede beim Alzheimer-Risiko auf Umwelteinflüsse zurückzuführen sein könnten.

Exposom-Modell entwickelt
Die beiden Klassen der Alzheimer-Gene werden im Exposom-Modell berücksichtigt. Bei der ersten Klasse handelt es sich um Alzheimer-Gene, die in Familien auftreten und dominant sind. Das bedeutet, dass Betroffene letztendlich an Alzheimer erkranken werden. In der zweiten Klasse sind Genvarianten wie APOE4 enthalten. Hier erhöht sich das Risiko mit der Anzahl der Kopien der Gene. Von den Trägern von APOE4 erreichen nur wenige das 100. Lebensjahr, ohne zu erkranken. Damit ist bewiesen, dass das Umweltrisiko zu diesen Schwankungen beiträgt.

Die Forscher zitieren in den in „Alzheimer’s & Dementia: The Journal of the Alzheimer’s Association“ veröffentlichten Forschungsergebnissen eine Studie, die ergeben hat, dass Alzheimer bei Trägern der dominanten Gene ein Jahrzehnt früher auftritt, die in Städten leben, aus niedrigeren Gesellschaftsschichten kommen oder über weniger Bildung verfügen.

Stamm der Tsimane als Basis
Laut Finch haben Umweltfaktoren wie Luftverschmutzung und ein niedriger sozioökonomischen Status die Onset-Kurve um zehn Jahre verschoben. „Bis jetzt hat niemand diesen Ergebnissen ausreichend Beachtung geschenkt“, bemängelt Finch. Neuere Beispiele stammen aus Finchs Forschung zu den Gen-Umwelt-Interaktionen zwischen parasitären Infektionen und dem Alzheimer-Risko-Gen APOE4.

Bei den Tsimane, einem vorindustriellen Stamm in Bolivien, schien das Vorhandensein dieses Gens gemeinsam mit chronischen parasitären Infektionen zur Verbesserung und nicht zur Verschlechterung der Kognition zu führen. Laut dem Wissenschaftler liefern diese erstaunlichen Ergebnisse ein Beispiel dafür, wie das Exposom-Konzept zu einem verbesserten Verständnis der Risikofaktoren für eine Demenz führen könnte.

Mit dem Flugzeug dem Klimawandel auf der Spur

Erde, Klima, Umweltschutz

(KIT) – Spurengase wie Ozon und Wasserdampf sind effektive Treibhausgase und spielen eine wichtige Rolle im Klimawandel. Stoffe wie Flurchlorkohlenwasserstoffe (FCKW), welche die Ozonschicht stark ausdünnen, sind zwar bereits seit Ende der 1980er Jahre verboten, es wird allerdings noch viele Jahrzehnte dauern, bis sich die Ozonschicht wieder erholt hat. Vor allem über der Antarktis hat sich ein großes Ozonloch gebildet. Welche Bedeutung dies für den Klimawandel auf der Südhemisphäre hat, untersucht die Kampagne „SouthTRAC“, an der auch das Karlsruher Institut für Technologie (KIT) beteiligt ist.

Die Kampagne teilt sich in zwei Phasen: Im September 2019 stehen zunächst Schwerewellen an der Südspitze Amerikas sowie über der Antarktis im wissenschaftlichen Fokus. Diese Luftschwingungen werden beispielsweise durch Luftströmungen über Berge angeregt. Mit dem einfachen Auge kann man sie als Streifenmuster in Wolkenfeldern erkennen. In der zweiten Kampagnenphase im November untersuchen die Forscherinnen und Forscher den Luftmassenaustausch zwischen der ersten Schicht der Atmosphäre, der Troposphäre, und der Stratosphäre, die ab 18 Kilometern Höhe beginnt.

Die Transferflüge zwischen Europa und Südamerika nutzen die Forscherinnen und Forscher, um unter anderem den Einfluss des Verbrennens von Biomasse – wie aktuell im Amazonas-Regenwald – auf das Klima zu untersuchen. „In den Messflügen wollen wir vor allem die chemischen und dynamischen Prozesse untersuchen, die Spurengase wie Ozon und Wasserdampf in der Tropopausenregion beeinflussen“, sagt Dr. Björn-Martin Sinnhuber vom Institut Meteorologie und Klimaforschung – Atmosphärische Spurengase und Fernerkundung des KIT (IMK), der gemeinsam mit Kollegen des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR), des Forschungszentrums Jülich (FZJ) sowie der Universitäten Mainz und Frankfurt die Kampagne koordiniert. Weitere Partner sind die Bergische Universität Wuppertal und die Universität Heidelberg.

Die wichtigsten atmosphärischen Voraussetzungen für die Bildung des Ozonlochs über der Antarktis sind tiefe Temperaturen und ein verminderter Austausch von Luftmassen mit mittleren Breiten. Letzteres wird durch einen stabilen Luftwirbel, den antarktischen polaren Vortex, gewährleistet, der allerdings durch starke Wellenaktivität abgebremst werden kann. „Wir untersuchen in dieser Region erstmalig, die Anregung und Ausbreitung von Schwerewellen bis in die mittlere Atmosphäre in 85 Kilometern Höhe, die unter anderem durch die Überströmung der Anden und der antarktischen Halbinsel ausgelöst werden und den polaren Vortex abbremsen“, sagt Professor Markus Rapp vom DLR, der die Teilaspekte des Projektes zur Dynamik koordiniert. Dieser Effekt wird von Klima- und Wettermodellen bisher nur sehr unzureichend berücksichtigt.

Bei den Messflügen werden innovative Fernerkundungsmethoden mit hochgenauen lokalen Messungen am Flugzeug kombiniert und mit Satellitendaten verglichen. „Um die Flüge optimal an die meteorologische Situation anzupassen, sind auch Atmosphärenmodellierer vor Ort und nutzen Vorhersagen des Jülicher Atmosphärenmodells CLaMS“, so Professor Martin Riese, Direktor des Jülicher Instituts für Stratosphärenforschung und einer der Koordinatoren von SouthTRAC. Die HALO-Messungen werden von Messungen am Boden (z. B. Lidar, Radar, Radiosonden) und von Messungen an Bord eines von der Stadt El Calafate aus operierenden Segelflugzeugs begleitet. Meteorologische und chemische Vorhersagemodelle liefern Informationen über das lokale Wetter sowie die atmosphärische Zirkulation und Spurengasverteilung, die für eine präzise Flugplanung erforderlich sind.

Die Karlsruher Klimaforscherinnen und -forscher befassen sich vor allem mit chemischen Prozessen: Sie untersuchen, wie sich das antarktische Ozonloch und die Verbrennung von Biomasse, wie aktuell in den Waldbränden im Amazonasgebiet, auf die Zusammensetzung der oberen Troposphäre und unteren Stratosphäre auswirken. Hierfür betreiben sie drei der insgesamt 13 Instrumente auf dem Forschungsflugzeug HALO (steht für High Altitude and Long Range Research Aircraft). Ein zentrales Instrument ist das Infrarotspektrometer GLORIA, das Wissenschaftler und Ingenieure von KIT und FZJ gemeinsam entwickelt und gebaut haben. Das Instrument erlaubt erstmals eine dreidimensionale tomographische Vermessung von Temperatur, Wolkenparametern und einer Vielzahl von Spurengasen in der Atmosphäre. Es stellt quasi die Kombination einer räumlich hochauflösenden Kamera mit einem Infrarotspektrometer dar, das die Wärmestrahlung der Atmosphäre analysiert und verschiedene Spurengase anhand ihres spektralen „Fingerabdrucks“ identifiziert. Neben GLORIA und dem hochgenauen Ozoninstrument FAIRO wird erstmals auch die neu entwickelte KITsonde im Einsatz sein: Einzelne Sensoren werden aus bis zu 13 Kilometer Flughöhe abgeworfen und erfassen dabei Temperatur und Feuchtigkeit der Atmosphäre.

Über HALO
Das Forschungsflugzeug HALO ist eine Gemeinschaftsinitiative deutscher Umwelt- und Klimaforschungseinrichtungen. Gefördert wird HALO durch Zuwendungen des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF), der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG), der Helmholtz-Gemeinschaft, der Max-Planck-Gesellschaft (MPG), der Leibniz-Gemeinschaft, des Freistaates Bayern, des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT), des Forschungszentrums Jülich (FZJ) und des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR).

16.09.2019 – Forschung zur Bewältigung von Infektionserkrankungen

Gedanken

Nachdem die internationalen Pharmazie-Konzerne es abgelehnt haben, weiterhin Antibiotika zu erforschen, die gegen resistente Keime wirken, muss der Staat in die Bresche springen.
Ich persönlich halte es für eine Katastrophe und es zeigt definitiv, dass es bei dieser kommerziellen Forschung nicht um den Menschen sondern nur um den Profit geht.
Umso wichtiger wird die öffentlich-rechtliche Forschung, insbesondere an Universitäten und staatlich geförderten Forschungseinrichtungen. Damit die Wissenschaft auch sehr schnell in praktische Ergebnisse mündet, sollten ggf. kleinere Mittelstandsfirmen bzw. Start-ups intensiv gefördert werden. Als Beispiel möchte ich die folgende Meldung definieren.
Ihr Jean Pütz

(Leibniz-IPHT) – Gute Ideen aus der Forschung sollen künftig schneller zu den Patientinnen und Patienten gelangen. Dazu investiert der Bund in ein neues Leibniz-Forschungszentrum in Jena. Naturwissenschaftler, Technologieentwickler, Mediziner und Medizintechnikhersteller entwickeln dort künftig gemeinsam lichtbasierte Technologien für eine bessere Diagnostik und Therapie von Infektionskrankheiten. Das neue Leibniz-Zentrum für Photonik in der Infektionsforschung (LPI) setzte sich im nationalen Roadmap-Prozess des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) als eines von elf eingereichten Großprojekten durch. Damit bescheinigt das Ministerium der europaweit einmaligen Forschungsinfrastruktur, entscheidend zur Lösung gesellschaftlicher Herausforderungen beizutragen. Für die Gründung des LPI wurden 150 Millionen Euro beantragt.

Infektionskrankheiten zählen zu den häufigsten Todesursachen weltweit und stellen auch in Industrienationen eine wachsende Bedrohung dar. Weil immer mehr Erreger Resistenzen gegen verfügbare Antibiotika entwickeln, könnte auch von Krankheiten, die heute gut zu behandeln sind, in naher Zukunft wieder eine tödliche Gefahr ausgehen. Angesichts der aktuellen Situation müssen schnelle Diagnoseverfahren und neue Therapien für den Kampf gegen Infektionen erforscht werden. Photonische Technologien — also Methoden und Prozesse, die Licht als Werkzeug nutzen — können diese drängenden Probleme nachhaltig lösen. Lichtbasierte Verfahren messen schnell, empfindlich, berührungslos und tragen dazu bei, besser zu verstehen, wie Mikroben uns krank machen, wie sich unser Körper wehrt und wie sich diese Prozesse beeinflussen lassen.

Bis die Fortschritte dieser Forschung beim Patienten ankommen, vergeht allerdings viel Zeit. „Bis aus einer Idee ein marktfähiges Produkt wird, dauert es im Schnitt 14 Jahre“, so Prof. Jürgen Popp, wissenschaftlicher Direktor des Leibniz-Instituts für Photonische Technologien (Leibniz-IPHT) in Jena, das maßgeblich am neuen Zentrum für Infektionsforschung mitwirkt. „Viele Konzepte können nicht realisiert werden, da Ressourcen und Entwicklungsstrukturen nicht vorhanden oder nicht nutzeroffen zugänglich sind.“

Mit dem neuen Forschungszentrum soll sich das ändern. „Dank der umfangreichen und nachhaltigen Förderung des LPI durch den Bund können wir diese Lücken überwinden“, prognostiziert Popp, der auch Vorstandssprecher des Jenaer Forschungscampus’ InfectoGnostics ist. „Wir tragen so dazu bei, Lösungen zügig in diagnostische Geräte und Therapieansätze zu überführen: damit sie schneller vom Labor ans Krankenbett gelangen.“ Eine solche Forschungsinfrastruktur spiele „für die Leistungsfähigkeit, Innovationskraft und internationale Wettbewerbsfähigkeit des Wissenschafts- und Wirtschaftsstandorts Deutschland“ eine Schlüsselrolle, betont Bundesforschungsministerin Anja Karliczek. Herausragende Grundlagenforschung sei die Voraussetzung „für neues Wissen, technologische Durchbrüche und damit auch für unseren künftigen Wohlstand.“

Innovative Diagnosemethoden als Ausweg aus der Resistenz-Misere
Das neue Forschungszentrum entspringe einem dringenden medizinischen Bedarf, erläutert Prof. Dr. Michael Bauer, Direktor der Klinik für Anästhesiologie und Intensivmedizin am Universitätsklinikum Jena und Sprecher des Integrierten Forschungs- und Behandlungszentrums Sepsis und Sepsisfolgen. „Mediziner brauchen schnellere und genauere Diagnose-Methoden, um frühzeitiger und gezielter zu behandeln.“ Bei schweren Infektionskrankheiten zähle vor allem eins: Zeit. „Bisherige Standard-Diagnoseverfahren liefern zwar zuverlässige Ergebnisse, doch häufig müssen Mediziner zu lang warten, etwa bis sie wissen, welches Bakterium eine Infektion auslöst und welche Medikamente dagegen wirken. Schnelle Informationen für einen zielgenauen Antibiotika-Einsatz können helfen, uns aus der Resistenz-Misere zu befreien.“

Das ab 2019 entstehende Leibniz-Zentrum für Photonik in der Infektionsforschung (LPI) hat sich zum Ziel gesetzt, neue Verfahren für die Diagnose und Therapie von Infektionen zu erforschen und zu entwickeln. Dafür bündelt es die in Jena vorhandenen Kompetenzen auf den Gebieten der Optik und Photonik sowie der Infektionsforschung. Dieser Ansatz sei „einzigartig und hervorragend geeignet, um Infektionskrankheiten früh zu diagnostizieren und rechtzeitig geeignete Therapieantworten zu finden — insbesondere bei multiresistenten Erregern“, urteilt der Wissenschaftsrat als Deutschlands wichtigstes wissenschaftspolitisches Beratungsgremium.

In dem nutzeroffenen Zentrum arbeiten zukünftig Naturwissenschaftler, Technologieentwickler, Mediziner und Medizintechnikhersteller eng zusammen. Unter einem Dach werden bereits bestehende Kooperationen zwischen dem Leibniz-IPHT, dem Leibniz-Institut für Naturstoff-Forschung und Infektionsbiologie – Hans-Knöll-Institut (Leibniz-HKI), dem Universitätsklinikum Jena und der Friedrich-Schiller-Universität Jena vertieft. Die Nutzerinnen und Nutzer des LPI sollen dank der kurzen Wege und klaren Übergabepunkte unkonventionelle Ideen schneller umsetzen können als bisher.

„Wir müssen die Forschung intensivieren, um neuartige therapeutische Lösungen und experimentelle Therapieansätze zu erschließen und zu validieren“, betont der wissenschaftliche Direktor des Leibniz-HKI, Prof. Dr. Axel Brakhage. „Hierzu zählen die Behandlung mit neuen Kombinationen vorhandener Wirkstoffe, der Einsatz von Nanopartikeln als Wirkstoffträger, Immunzell-basierte Therapien sowie neuartige Therapien, die eine Resistenzbildung seitens der Mikroorganismen vermeiden oder zumindest verzögern.“

Das neue Forschungszentrum wird für nationale und internationale Spitzenforscherinnen und -forscher wie für Anwender aus der Industrie offen sein. So sollen neue diagnostische Ansätze und zielgerichtete Therapieverfahren entstehen, welche direkt in die Anwendung und industrielle Produktion übertragen werden. Indem Fragen zur klinischen Validierung und Zertifizierung von Beginn an im Vordergrund stehen, kann das LPI die in Deutschland noch bestehenden Lücken in der Umsetzung von Forschungsergebnissen schließen und die Zeit bis zur Markteinführung drastisch verkürzen.

Chance, unkonventionelle Ideen umzusetzen
Mit photonischen Technologien für die klinische Anwendung und dem translationalen Forschungsansatz könne das LPI „die Pathogendiagnostik weltweit revolutionieren“, so der Wissenschaftsrat. Davon profitiert auch der Standort Jena, der mit der Ansiedlung hochqualifizierter Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler und neuer Firmen rechnen kann. „So wird die Sichtbarkeit und Attraktivität des Forschungsstandorts national und international erheblich gesteigert, insbesondere für den wissenschaftlichen Nachwuchs“, betont Prof. Dr. Walter Rosenthal, Präsident der Friedrich-Schiller-Universität.

Das Großprojekt beantragten das Leibniz-Institut für Photonische Technologien, das Leibniz-Institut für Naturstoff-Forschung und Infektionsbiologie — Hans-Knöll-Institut, das Universitätsklinikum Jena und die Friedrich-Schiller-Universität Jena unter der Schirmherrschaft der Leibniz-Gemeinschaft. Das Forschungsvorhaben wird in einem Neubau auf dem Gelände des Universitätsklinikums Jena in drei Phasen realisiert. Nach einer Vorbereitungsphase folgt eine vierjährige Realisierungsphase. In der anschließen- den Betriebsphase steht das Zentrum den Nutzern für Forschungsarbeiten zur Verfügung. Eine Verstetigung wird angestrebt.

Forschung zur Bewältigung von Infektionskrankheiten – Mit einem Vorwort von Jean Pütz

Klassische Medizin

Liebe Besucher meiner Homepage,
nachdem die internationalen Pharmazie-Konzerne es abgelehnt haben, weiterhin Antibiotika zu erforschen, die gegen resistente Keime wirken, muss der Staat in die Bresche springen.
Ich persönlich halte es für eine Katastrophe und es zeigt definitiv, dass es bei dieser kommerziellen Forschung nicht um den Menschen sondern nur um den Profit geht.
Umso wichtiger wird die öffentlich-rechtliche Forschung, insbesondere an Universitäten und staatlich geförderten Forschungseinrichtungen. Damit die Wissenschaft auch sehr schnell in praktische Ergebnisse mündet, sollten ggf. kleinere Mittelstandsfirmen bzw. Start-ups intensiv gefördert werden. Als Beispiel möchte ich die folgende Meldung definieren.
Ihr Jean Pütz

(Leibniz-IPHT) – Gute Ideen aus der Forschung sollen künftig schneller zu den Patientinnen und Patienten gelangen. Dazu investiert der Bund in ein neues Leibniz-Forschungszentrum in Jena. Naturwissenschaftler, Technologieentwickler, Mediziner und Medizintechnikhersteller entwickeln dort künftig gemeinsam lichtbasierte Technologien für eine bessere Diagnostik und Therapie von Infektionskrankheiten. Das neue Leibniz-Zentrum für Photonik in der Infektionsforschung (LPI) setzte sich im nationalen Roadmap-Prozess des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) als eines von elf eingereichten Großprojekten durch. Damit bescheinigt das Ministerium der europaweit einmaligen Forschungsinfrastruktur, entscheidend zur Lösung gesellschaftlicher Herausforderungen beizutragen. Für die Gründung des LPI wurden 150 Millionen Euro beantragt.

Infektionskrankheiten zählen zu den häufigsten Todesursachen weltweit und stellen auch in Industrienationen eine wachsende Bedrohung dar. Weil immer mehr Erreger Resistenzen gegen verfügbare Antibiotika entwickeln, könnte auch von Krankheiten, die heute gut zu behandeln sind, in naher Zukunft wieder eine tödliche Gefahr ausgehen. Angesichts der aktuellen Situation müssen schnelle Diagnoseverfahren und neue Therapien für den Kampf gegen Infektionen erforscht werden. Photonische Technologien — also Methoden und Prozesse, die Licht als Werkzeug nutzen — können diese drängenden Probleme nachhaltig lösen. Lichtbasierte Verfahren messen schnell, empfindlich, berührungslos und tragen dazu bei, besser zu verstehen, wie Mikroben uns krank machen, wie sich unser Körper wehrt und wie sich diese Prozesse beeinflussen lassen.

Bis die Fortschritte dieser Forschung beim Patienten ankommen, vergeht allerdings viel Zeit. „Bis aus einer Idee ein marktfähiges Produkt wird, dauert es im Schnitt 14 Jahre“, so Prof. Jürgen Popp, wissenschaftlicher Direktor des Leibniz-Instituts für Photonische Technologien (Leibniz-IPHT) in Jena, das maßgeblich am neuen Zentrum für Infektionsforschung mitwirkt. „Viele Konzepte können nicht realisiert werden, da Ressourcen und Entwicklungsstrukturen nicht vorhanden oder nicht nutzeroffen zugänglich sind.“

Mit dem neuen Forschungszentrum soll sich das ändern. „Dank der umfangreichen und nachhaltigen Förderung des LPI durch den Bund können wir diese Lücken überwinden“, prognostiziert Popp, der auch Vorstandssprecher des Jenaer Forschungscampus’ InfectoGnostics ist. „Wir tragen so dazu bei, Lösungen zügig in diagnostische Geräte und Therapieansätze zu überführen: damit sie schneller vom Labor ans Krankenbett gelangen.“ Eine solche Forschungsinfrastruktur spiele „für die Leistungsfähigkeit, Innovationskraft und internationale Wettbewerbsfähigkeit des Wissenschafts- und Wirtschaftsstandorts Deutschland“ eine Schlüsselrolle, betont Bundesforschungsministerin Anja Karliczek. Herausragende Grundlagenforschung sei die Voraussetzung „für neues Wissen, technologische Durchbrüche und damit auch für unseren künftigen Wohlstand.“

Innovative Diagnosemethoden als Ausweg aus der Resistenz-Misere
Das neue Forschungszentrum entspringe einem dringenden medizinischen Bedarf, erläutert Prof. Dr. Michael Bauer, Direktor der Klinik für Anästhesiologie und Intensivmedizin am Universitätsklinikum Jena und Sprecher des Integrierten Forschungs- und Behandlungszentrums Sepsis und Sepsisfolgen. „Mediziner brauchen schnellere und genauere Diagnose-Methoden, um frühzeitiger und gezielter zu behandeln.“ Bei schweren Infektionskrankheiten zähle vor allem eins: Zeit. „Bisherige Standard-Diagnoseverfahren liefern zwar zuverlässige Ergebnisse, doch häufig müssen Mediziner zu lang warten, etwa bis sie wissen, welches Bakterium eine Infektion auslöst und welche Medikamente dagegen wirken. Schnelle Informationen für einen zielgenauen Antibiotika-Einsatz können helfen, uns aus der Resistenz-Misere zu befreien.“

Das ab 2019 entstehende Leibniz-Zentrum für Photonik in der Infektionsforschung (LPI) hat sich zum Ziel gesetzt, neue Verfahren für die Diagnose und Therapie von Infektionen zu erforschen und zu entwickeln. Dafür bündelt es die in Jena vorhandenen Kompetenzen auf den Gebieten der Optik und Photonik sowie der Infektionsforschung. Dieser Ansatz sei „einzigartig und hervorragend geeignet, um Infektionskrankheiten früh zu diagnostizieren und rechtzeitig geeignete Therapieantworten zu finden — insbesondere bei multiresistenten Erregern“, urteilt der Wissenschaftsrat als Deutschlands wichtigstes wissenschaftspolitisches Beratungsgremium.

In dem nutzeroffenen Zentrum arbeiten zukünftig Naturwissenschaftler, Technologieentwickler, Mediziner und Medizintechnikhersteller eng zusammen. Unter einem Dach werden bereits bestehende Kooperationen zwischen dem Leibniz-IPHT, dem Leibniz-Institut für Naturstoff-Forschung und Infektionsbiologie – Hans-Knöll-Institut (Leibniz-HKI), dem Universitätsklinikum Jena und der Friedrich-Schiller-Universität Jena vertieft. Die Nutzerinnen und Nutzer des LPI sollen dank der kurzen Wege und klaren Übergabepunkte unkonventionelle Ideen schneller umsetzen können als bisher.

„Wir müssen die Forschung intensivieren, um neuartige therapeutische Lösungen und experimentelle Therapieansätze zu erschließen und zu validieren“, betont der wissenschaftliche Direktor des Leibniz-HKI, Prof. Dr. Axel Brakhage. „Hierzu zählen die Behandlung mit neuen Kombinationen vorhandener Wirkstoffe, der Einsatz von Nanopartikeln als Wirkstoffträger, Immunzell-basierte Therapien sowie neuartige Therapien, die eine Resistenzbildung seitens der Mikroorganismen vermeiden oder zumindest verzögern.“

Das neue Forschungszentrum wird für nationale und internationale Spitzenforscherinnen und -forscher wie für Anwender aus der Industrie offen sein. So sollen neue diagnostische Ansätze und zielgerichtete Therapieverfahren entstehen, welche direkt in die Anwendung und industrielle Produktion übertragen werden. Indem Fragen zur klinischen Validierung und Zertifizierung von Beginn an im Vordergrund stehen, kann das LPI die in Deutschland noch bestehenden Lücken in der Umsetzung von Forschungsergebnissen schließen und die Zeit bis zur Markteinführung drastisch verkürzen.

Chance, unkonventionelle Ideen umzusetzen
Mit photonischen Technologien für die klinische Anwendung und dem translationalen Forschungsansatz könne das LPI „die Pathogendiagnostik weltweit revolutionieren“, so der Wissenschaftsrat. Davon profitiert auch der Standort Jena, der mit der Ansiedlung hochqualifizierter Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler und neuer Firmen rechnen kann. „So wird die Sichtbarkeit und Attraktivität des Forschungsstandorts national und international erheblich gesteigert, insbesondere für den wissenschaftlichen Nachwuchs“, betont Prof. Dr. Walter Rosenthal, Präsident der Friedrich-Schiller-Universität.

Das Großprojekt beantragten das Leibniz-Institut für Photonische Technologien, das Leibniz-Institut für Naturstoff-Forschung und Infektionsbiologie — Hans-Knöll-Institut, das Universitätsklinikum Jena und die Friedrich-Schiller-Universität Jena unter der Schirmherrschaft der Leibniz-Gemeinschaft. Das Forschungsvorhaben wird in einem Neubau auf dem Gelände des Universitätsklinikums Jena in drei Phasen realisiert. Nach einer Vorbereitungsphase folgt eine vierjährige Realisierungsphase. In der anschließen- den Betriebsphase steht das Zentrum den Nutzern für Forschungsarbeiten zur Verfügung. Eine Verstetigung wird angestrebt.

Geringe Meereisbedeckung in der Arktis

Erde, Klima, Umweltschutz

Zweitniedrigstes Septemberminimum seit Beginn der Beobachtungen

(AWI) – Die Meereisausdehnung in der Arktis nähert sich dem jährlichen Minimum zum Ende der Schmelzperiode im September. Nur noch etwa 3,9 Millionen Quadratkilometer des Arktischen Ozeans sind von Meereis bedeckt, wie Wissenschaftler vom Alfred-Wegener-Institut und der Universität Bremen berichten. Damit liegt das jährliche Minimum erst zum zweiten Mal seit Beginn der Satellitenmessungen im Jahr 1979 unter vier Millionen Quadratkilometern.

Bis Mitte August sah es so aus, als würde ein denkwürdiger Minimalrekord erreicht: Die eisbedeckte Fläche des Arktischen Ozeans (definiert als Fläche mit einer Meereiskonzentration von mehr als 15 Prozent) war von Ende März bis Anfang August kleiner als jemals von Satelliten seit 1979 beobachtet. „Unsere Satellitendaten zeigten zwischen März und April 2019 eine ungewöhnlich starke Abnahme der Eisausdehnung, von der sich das arktische Meereis bis zum Sommer nicht wieder erholt hat“, erklären Prof. Christian Haas, Geophysiker und Leiter der Meereissektion am Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) und Dr. Gunnar Spreen vom Institut für Umweltphysik der Universität Bremen. Seit der zweiten Augusthälfte verlangsamte sich die saisonale Abnahme jedoch, überlagert von kurzfristigen Schwankungen. Der bisherige Minimalwert von 3,82 Millionen Quadratkilometern für das Jahr 2019 wurde am 3. September beobachtet. Damit könnte es sein, dass in diesem Jahr auch der September-Mittelwert erst zum zweiten Mal unter 4 Millionen Quadratkilometern liegen wird.

Das Eis kann aber in den nächsten Wochen noch etwas weiter zurückgehen: Auch wenn die Lufttemperatur in der Arktis saisonbedingt mittlerweile wieder unter dem Gefrierpunkt liegt, kann die Wärme im Wasser darunter das Meereis von der Unterseite noch ein paar Wochen lang weiter schmelzen lassen. Wenn es in der Arktis in den nächsten Tagen sehr kalt wird, kann die Eisbedeckung aber auch schon wieder zunehmen. Die Wissenschaftler werden im Oktober die Daten für den Gesamtmonat September analysieren und ziehen dann die endgültige Bilanz des Meereisminimums im Jahr 2019. Es erscheint unwahrscheinlich, dass dieses Jahr ein neuer absoluter Negativrekord eintreten wird, der 2012 mit einer Meereisausdehnung von 3,4 Millionen Quadratkilometern beobachtet wurde. „Rekord oder nicht, dieses Jahr bestätigt den weiteren langfristigen klimabedingten Rückgang des Eises in der Arktis, womit es immer wahrscheinlicher wird, dass es in ein paar Jahrzehnten eisfreie Sommer in der Arktis geben wird. Dies bedeutet einschneidende Veränderungen für die Arktis, mit Konsequenzen für das Klima- und Ökosystem und uns Menschen, einschließlich in Europa“, erklärt Christian Haas.

Wissenschaftler des Alfred-Wegener-Instituts und des Instituts für Umweltphysik der Universität Bremen analysieren gemeinsam Satellitendaten der Eiskonzentration, -ausdehnung, -dicke sowie Atmosphärenmessungen. Auf meereisportal.de veröffentlichen sie beispielsweise täglich aktualisierte Eiskarten und ordnen die Meereisentwicklung tiefergehend ein. Auswertealgorithmen anderer Institute (z.B. NSIDC oder OSI-SAF), können leicht andere Ergebnisse liefern. Zurzeit zeigen sie für 2019 noch die drittniedrigste Eisausdehnung an. „Diese geringen Unterschiede ergeben sich aus der höheren Auflösung unserer Daten und den leicht unterschiedlichen Methoden, die zur Berechnung der Eiskonzentration benutzt werden. Sie zeigen die Unsicherheiten, die selbst moderne Satellitenbeobachtungen des Meereises haben können. Daten der MOSAiC-Expedition  sollen helfen solche Unsicherheiten zu verringern“, erklärt Dr. Gunnar Spreen vom Institut für Umweltphysik der Universität Bremen.

Besonders neugierig blicken die Wissenschaftler derzeit in die nördliche Laptewsee: Am 20. September wird der Forschungseisbrecher Polarstern vom norwegischen Tromsø aus zur MOSAiC-Expedition starten. In der nördlichen Laptewsee suchen die Expeditionsteilnehmenden dann eine geeignete Eisscholle, an der die Polarstern festmachen wird, um eingefroren im winterlich anwachsenden Meereis ein Jahr lang durch die Zentralarktis zu driften. „Wir beobachten die Eissituation sehr aufmerksam und haben eine Reihe neuer Datenprodukte  entwickelt, die uns bestmögliche, detaillierte Einblicke in die aktuellen Bedingungen geben“, berichtet Christian Haas. „In der Laptewsee ist die Eissituation ähnlich wie in Vorjahren mit arktisweiter geringer Eisausdehnung. Das heißt zwar, dass wir relativ einfach in unser Forschungsgebiet bei 85 Grad Nord kommen werden. Die Nähe zur Eiskante bedeutet allerdings auch, dass es schwierig wird, geeignete Eisschollen zu finden, die groß und dick genug sind, um das Eiscamp aufzubauen. Unsere Modellrechnungen zeigen, dass das Eis südlich von 88 Grad Nord weniger als 80 Zentimeter dick ist, weniger als die 1,2 Meter, die wir für einen sicheren Aufbau unserer Messstationen gerne hätten. Eventuell müssen wir weiter nach Norden fahren als geplant, um die richtigen Verhältnisse anzutreffen“, so Christian Haas, der selber ab Mitte Dezember den zweiten Fahrtabschnitt der MOSAiC-Expedition leiten wird.

Das Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) forscht in der Arktis, Antarktis und den Ozeanen der gemäßigten sowie hohen Breiten. Es koordiniert die Polarforschung in Deutschland und stellt wichtige Infrastruktur wie den Forschungseisbrecher Polarstern und Stationen in der Arktis und Antarktis für die internationale Wissenschaft zur Verfügung. Das Alfred-Wegener-Institut ist eines der 19 Forschungszentren der Helmholtz-Gemeinschaft, der größten Wissenschaftsorganisation Deutschlands.

14.09.2019 Denn sie wissen nicht was sie tun

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Der Verbrennungsmotor soll sofort abgeschafft werden, so die Forderung der Demonstranten auf der IAA.
Welche Nebenwirkungen und Risiken birgt dieser Wunsch. Er würde unsere gesamte Industriegesellschaft revolutionieren, aber in einer Weise dass Deutschland vieles verliert was wir lieben. Ja, wir müssen das Klima retten, aber es gibt Alternativen. Dabei die Sterne vom Himmel zu holen ist sträflich. Naturgesetze lassen sich nicht manipulieren. Die Technik hat uns vieles eingebrockt und jetzt muss die Technik dieses auch helfen das zu lösen. Ingenieure sind besonders in Deutschland sehr kreativ, wir können grün werden, ohne einseitige Ideologie. Solche Alternativen, was das Auto anbelangt habe ich hier bei Facebook vorgestellt.
Bereits vor acht Jahren wurde von mir ein Konzept entwickelt wie E-Autos schon damals umweltfreundlich und praktikabel realisiert werden könnten.
Ich habe seinerzeit mit Ford Kontakt aufgenommen um die Idee eines speziellen Hybrid-Autos zu entwickeln. In einem Arbeitskreis wurde mir jedoch attestiert, dass die Entwicklung viel zu teuer wäre.
Ich konnte das verstehen, denn ich hatte eine Turbine mit Keramikelementen vorgesehen. Später habe ich mich dann mit dem Dieselmotor begnügt.

Jetzt gibt es endlich eine Autozuliefererfirma aus Österreich, die das perfekt umgesetzt hat – genannt „Hyperhybrid“. Der Prototyp besteht aus einem vibrationsarmen Benzinmotor und einem kompakten Lithium-Ionen-Akku.
Der Akku funktioniert im Temperaturbereich von –20°C bis + 40°C und ist nur noch ein Viertel so schwer wie gängige Modelle.

Es lebe die Vielfalt, ich setze sie gegen die Einfalt.
Tut mir leid, dass das Thema Umweltschutz, Energieprobleme, Klimawandel und Verkehr in meinen Kommentare so eine dominierende Rolle spielt. Aber ich versuche gegen den postfaktischen Zeitgeist und Irrwege anstinken. Wenn Sie andere Themen interessieren, dann klicken sie doch auf meine täglich aktualisierte wissenschaftliche Homepage. Besonders empfehlenswert ist der Button „Gedanken zur Zeit“.

Folge 37. Mit Vernunft in die Zukunft, oder ?