Didaktischer Meilenstein am Anatomischen Institut: virtuelles Sezieren

Studierende der Medizin und Zahnmedizin beschreiten am Anatomischen Institut der Medizinischen Fakultät, Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU), neue Wege des interaktiven Lernens. Seit diesem Semester steht den angehenden Medizinerinnen und Medizinern zum Studieren der menschlichen Anatomie ein virtueller Seziertisch (Anatomage Table) zur Verfügung. Auf dem zwei Meter langen Touchscreen des fahr- und schwenkbaren Tisches werden anatomische Strukturen in ihren räumlichen Zusammenhängen dreidimensional dargestellt. Die Studierenden können einzelne Organsysteme, Muskelgruppen, Nerven, Blut- und Lymphgefäße für spezifische Körperregionen betrachten. Mit einem virtuellen Skalpell können sie verschiedene Schnitte ausführen und so schichtweise und detailliert alle Körperregionen erkunden.

„Parallel zu den Abbildungen verschiedener Körperregionen können die Studierenden auf dem virtuellen Seziertisch auch Daten aus der Schnittbildgebung, zum Beispiel Computertomographie oder Magnetresonanztomographie, einblenden und so den direkten klinischen Bezug herstellen“, erklärt Professor Thilo Wedel, einer der Direktoren am Anatomischen Institut und Initiator der Integration des Anatomage Tables in den Unterricht. „Auf der anderen Seite ist es auch möglich, viele interessante Einzelfälle mit pathologischen Veränderungen den normalen anatomischen Verhältnissen gegenüberzustellen.“

„Der virtuelle Seziertisch wird das Präparieren an Körperspendern sicherlich nicht ersetzen können“, sagt Professor Bodo Kurz, einer der Leiter des Präparierkurses, den Studierende im ersten Studienabschnitt am Anatomischen Institut absolvieren müssen. „Die Vermittlung der haptischen Gewebekonsistenzen und realen Dreidimensionalität gelingt nur im Präparierkurs.“ Allerdings eröffne der virtuelle Seziertisch für die computer-affine Generation der Medizinstudierenden hervorragende Optionen, anatomische Lehrinhalte interaktiv zu erlernen, zu trainieren und frühzeitig mit den gängigen diagnostischen Bildgebungsverfahren zu verknüpfen. „Mit dem Anatomage Table haben wir unser Lehrmittelangebot nochmals verbessert und einen weiteren didaktischen Meilenstein gesetzt“, sagen Wedel und Kurz. Die Kosten für das Gerät belaufen sich auf rund 80.000 Euro und wurden aus Universitätsmitteln bezahlt.

Mycoplasma pneumoniae: löst das GBS aus (Foto: Front Microbiol.2016;7:329)

Zürich (pte006/03.10.2016/10:30) –

Das häufig Lungenentzündungen verursachende Bakterium Mycoplasma
pneumoniae kann die Autoimmunkrankheit GBS, das Guillain-Barré-Syndrom,
auslösen. Verantwortlich dafür sind Antikörper, die nicht nur die
Bakterien, sondern gleichzeitig die Hülle der körpereigenen Nervenzellen
angreifen, wie Forscher unter Beteiligung der Universität Zürich http://uzh.ch herausgefunden haben.

Mykoplasmen erstmals kultiviert

Den Experten ist es erstmals gelungen, die sogenannten
Mykoplasmen von einem GBS-Patienten im Labor zu kultivieren.
Ausschlaggebend ist die große Ähnlichkeit von Strukturen auf der
Oberfläche der Bakterien mit körpereigenen Strukturen der
Nervenscheiden. Diese führt dazu, dass sich die Immunabwehr sowohl gegen
die Mykoplasmen als auch gegen die umhüllende Myelinschicht von
Nervenbahnen richtet.

"Dabei handelt es sich um Antikörper, die ein
bestimmtes bakterielles Glykolipid erkennen: ein Zucker-Fett-Molekül,
das auf der Zellmembran der Erreger sitzt. Diese Antikörper binden
gleichzeitig an Galactocerebrosid (GalC), einer der häufigsten Bausteine
im menschlichen Myelin", sagt Erstautor der Studie, Patrick Meyer
Sauteur. Diese fettreiche Substanz stelle die elektrische Leitfähigkeit
der Nervenfasern sicher. Werde sie zerstört, komme es zu Lähmungen an
Armen und Beinen, Schwäche und Empfindungsstörungen.

Bereits zuvor wurden bei GBS-Patienten vereinzelt
Antikörper gegen GalC nachgewiesen. Auch beim erwähnten Patienten fanden
sich solche, und ihre Konzentration im Blut korrelierte mit dem
Krankheitsverlauf. Tatsächlich reagierten die Anti-GalC-Antikörper in
Tests am stärksten mit dem vom Patienten entnommenen und im Labor
kultivierten Bakterienstamm. Auch weitere Mykoplasmen-Stämme reagierten,
wenn auch schwächer, wohingegen andere Bakterienarten nicht erkannt
wurden. Somit war der Nachweis der Kreuzreaktivität des Antikörpers
erbracht.

189 Erwachsene und 24 Kinder untersucht

189 Erwachsene und 24 Kinder mit GBS wurden auf
Antikörper gegen Mykoplasmen und GalC untersucht, die sie mit einer
Kontrollgruppe von 677 Personen verglichen. Dabei fand sich bei drei
Prozent der Erwachsenen und 21 Prozent der Kinder eine kürzliche
Mykoplasmen-Infektion – häufiger als bei den gesunden Kontrollpersonen.
Nahezu gleich oft ließen sich im Blut Antikörper gegen GalC nachweisen:
bei drei Prozent der Erwachsenen und 25 Prozent der Kinder. Und auch
diese reagierten mit mehreren Bakterienstämmen.

Es fanden sich Anti-GalC-Antikörper auch bei Patienten
ohne GBS, die zuvor mit Mykoplasmen infiziert wurden. Allerdings waren
diese ausschließlich vom Antikörper-Isotyp M, dem im Verlauf einer
Immunartwort am frühesten gebildeten Typ. Die Anti-GalC-Antikörper bei
GBS-Patienten waren dagegen vom Typ IgG. "Wir vermuten daher, dass
dieser Wechsel des Antikörper-Typs für die Entstehung von GBS
mitverantwortlich ist. Auch bei anderen Autoimmunkrankheiten nimmt man
an, dass ein solcher Wechsel des Antikörper-Typs die Erkrankung
verursacht", so Meyer Sauteur. Dagegen gerichtete Immuntherapien könnten
GBS wirksam behandeln.

Synthetisches Collagen lässt Zellen und Nerven wieder wachsen
 
Linköping (pte/26.08.2010/10:00) – Hornhäute, die im Labor hergestellt wurden, haben die Sehkraft von zehn schwedischen Patienten wieder deutlich verbessert. Wissenschaftler der Linköpings universitet http://www.liu.se haben die Hornhaut vollständig aus synthetischem Collagen hergestellt. Sie könnten eines Tages eine wirkliche Alternative zu gespendeten Hornhäuten darstellen.

Sehkraft herstellen

Individuell angepasst, fördern sie die Regeneration von Nerven und Zellen im Auge. Es ist das erste Mal, dass die Sehkraft mit einem derartigen Verfahren wieder hergestellt werden konnte, berichtet die BBC. Details der Studienergebnisse wurden in Science Translational Medicine veröffentlicht. Schädigungen der Hornhaut sind weltweit die zweithäufigste Ursache für Erblindung. Betroffen sind fast zehn Mio. Menschen.

Die biosynthetischen Hornhäute wurden aus einer synthetischen Version des menschlichen Collagens hergestellt und sollen die Kornea so genau wie nur möglich nachbilden. Die Herstellerfirma FibroGen http://www.fibrogen.com setzte bei der Herstellung Hefe und Sequenzen menschlicher DNA zur Herstellung der maßgeschneiderten Hornhäute ein.

Synthetische Hornhäute angenommen

Bei zehn Patienten wurde das geschädigte Gewebe der Hornhaut entfernt und durch die Implantate ersetzt. Die Wissenschaftler beobachteten in den nächsten zwei Jahren genau, wie gut die synthetischen Hornhäute vom Körper angenommen wurden. Bei sechs der Patienten verbesserte sich die Sehkraft von 20/400 auf 20/100.

Das bedeutet, dass sie jetzt Objekte sehen konnten, die vier Mal weiter entfernt waren. Die Sehkraft konnte bei allen Patienten wieder hergestellt werden. Ein Teil benötigte eine zusätzliche Unterstützung durch Kontaktlinsen. Alle Studienteilnehmer befanden sich auf einer Warteliste für Hornhautspenden.

Gewebe im Auge wächst nach

May Griffith, eine der Autorinnen der Studie, erklärte, dass der Erfolg des Projekts sie überrascht hat. Ziel sei es vorerst nur gewesen, die Sicherheit der synthetischen Hornhäute zu testen. Die Verbesserung der Sehkraft sei ein unerwarteter Bonus gewesen. Der Erfolg der Implantate beruht auf ihrer Fähigkeit, Gewebe im Auge wieder nachwachsen zu lassen. Die eigenen Zellen und Nerven des Patienten sind es, die in einem vorgefertigten Gerüst zu einer neuen Hornhaut werden. Entscheidend sei daher die Stimulation der Regeneration.

Kein Herz aus Stein: Keramische Herzpumpe dank innovativem 3D-Druckverfahren
Wiener Start-up Lithoz startet internationalen Vertrieb
 
Antriebsturbine
[ Fotos ]

Wien (pts008/30.05.2012/09:55) – Eine an der TU Wien in Zusammenarbeit mit der MU Wien entwickelte Herzpumpe mit überragenden Materialeigenschaften wird dank eines innovativen 3D-Druckverfahrens Realität. Erstmals ermöglicht dieses Verfahren die Verarbeitung keramischer Werkstoffe in einer auch als Rapid Prototyping bezeichneten Methode. Das Verfahren, das zahlreiche weitere Anwendungen in der Elektrotechnik- und Maschinenbaubranche finden wird, wurde von den Gründern des Wiener Unternehmens Lithoz entwickelt. Das Unternehmen ist ein Spin-Off der Technischen Universität Wien, das mit Unterstützung des INiTS Universitäres Gründerservice diese kommerziell wertvolle Entwicklung marktreif macht.

Das Herz ist ein biomechanisches Meisterwerk – das leider auch mal versagt. Dann können mechanische Herzpumpen helfen. Unter hoher Belastung funktionieren sie präzise und tadellos. Doch mit zunehmender Miniaturisierung stoßen bisher verwendete Materialien und Fertigungstechniken an ihre Grenzen. Nun bieten keramische Materialien neue Möglichkeiten – aber die konstruktionsbedingte Komplexität der Herzpumpen lässt bestehende Fertigungstechniken an den Anforderungen an Präzision und Widerstandskraft scheitern.

Prototypen aus Keramik

Eine Lösung für diese Herausforderung könnten 3D-Druckverfahren (auch als Rapid Prototyping bezeichnet) sein: Eine Technik, bei der formbare Materialien Schicht für Schicht aufeinander aufgetragen und durch Belichtung ausgehärtet werden. So können selbst hochkomplexe, dreidimensionale Gebilde "gedruckt" werden. Obwohl für Kunststoffe und Metalle bereits etabliert, war die Verwendung des Rapid Prototypings jedoch für die Verarbeitung keramischer Werkstoffe nicht möglich. Dies scheiterte bisher an den zu geringen Festigkeiten der gedruckten Bauteile. "Während unserer Forschungstätigkeit an der TU Wien ist es uns gelungen, gleiche Festigkeitswerte wie bei anderen keramischen Formgebungsmethoden zu erreichen", so Johannes Homa, Mitgründer von Lithoz. "Mit einer derartigen Weiterentwicklung der 3D-Drucktechnologie ermöglichen wir nun auch der keramischen Industrie erstmals den Einsatz des 3D-Drucks für die Herstellung von Prototypen." Für die innovativen Lösungsansätze, die sowohl das Material, die Maschine als auch die Belichtungsstrategien betreffen, wurden inzwischen fünf Patentanmeldungen eingereicht. Das Unternehmen Lithoz hat das Verfahren nun marktreif gemacht und den internationalen Vertrieb gestartet.

Enormes Marktpotential

Tatsächlich ist der Markt für technische Keramiken ein sehr stark wachsender, welcher bereits seit einigen Jahren einen weltweiten Umsatz in Milliardenhöhe erzielt. "Mit der innovativen Technologie von Lithoz eröffnen sich gerade in den Märkten der Elektrotechnik sowie des Maschinenbaus erhebliche Optimierungs- und somit Einsparungsmöglichkeiten", so DI Michael Rauhofer, Geschäftsführer von INiTS Universitäres Gründerservice Wien GmbH. "Vor dem Hintergrund des enormen Marktpotentials freuen wir uns, dem Team von Lithoz mit finanzieller Unterstützung und Beratung den Markteintritt möglichst rasch zu ermöglichen."

Insgesamt kann die innovative Entwicklung von Lithoz einen neuen Technologieschub im Markt für keramische Materialien einläuten. Dank seines Vorsprungs ist das Unternehmen dabei auf dem besten Weg, eine Pole-Position in diesem Milliarden-Euro-Markt einzunehmen. Dabei zeigt die keramische Herzpumpe noch weiteres Potential für den Bereich der Medizintechnik. Vor dessen Eroberung steht noch dieses Jahr der Funktionstest der Herzpumpe. Bis dahin schlägt das Herz des Unternehmens für die Märkte Elektrotechnik und Maschinenbau.

Über Lithoz (Stand Mai 2012):
Lithoz beschäftigt sich seit 2011 mit der Entwicklung und Vermarktung von neuartigen generativen Fertigungssystemen. Der Fokus des Unternehmens liegt auf 3D-Druckern für keramische Materialien, mit denen funktionelle Bauteile für Industrie und Forschung hergestellt werden können. Mit dem marktreifen Verfahren können zudem Prototypen und Kleinserien aus Keramik kostengünstig und schnell gefertigt werden. Diese Technologie ermöglicht es, bisher nicht realisierbare Bauteile mit beliebiger Geometrie zu fertigen. Durch die hohe Qualität und Präzision der gedruckten Teile können diese auch in der Serienproduktion eingesetzt werden. Seit Anfang 2011 wird das Unternehmen vom Universitären Gründerservice INiTS unterstützt und wird durch JITU – PreSeed des BMWFJ, abgewickelt durch die aws, gefördert. Das Unternehmen hat seinen Sitz in Wien. (http://lithoz.com )

Über INiTS (Stand Mai 2012):
INiTS berät und unterstützt seit dem Jahr 2002 JungunternehmerInnen mit innovativen Ideen und bietet über 18 Monate lang persönliche und individuelle Betreuung. Das Service richtet sich an AbsolventInnen, MitarbeiterInnen und StudentInnen der Wiener Universitäten und Fachhochschulen, die durch eine Unternehmensgründung ihre Geschäftsidee verwerten möchten. INiTS fördert Innovationen aus den Bereichen Informations- und Kommunikationstechnik, Life Science und anderen Forschungsbereichen. Die INiTS Universitäres Gründerservice Wien GmbH – das Wiener Zentrum des AplusB-Programms (Academia plus Business) des Infrastrukturministeriums (BMVIT) – ist eine Gesellschaft der Technologieagentur der Stadt Wien (ZIT), der Universität Wien und der TU Wien. (http://inits.at )

Virusinfektion der Leber: Neue Wirkstoffe heilen mehr Patienten mit Hepatitis C

Hamburg � Für Menschen mit der infektiösen Leberentzündung Hepatitis C haben sich die Heilungschancen deutlich verbessert. Neue direkt antiviral wirksame Wirkstoffe können in Kombination mit den bisherigen Medikamenten über 70 Prozent der Patienten heilen. Dies gilt für jene, die am Virus vom Genotyp HCV 1 erkrankt sind. Dies ist in Deutschland mit 60 Prozent die häufigste Hepatitis C-Form. Bei der Hepatitis B, die durch ein anderes Virus verursacht wird, müssen die Erkrankten häufig lebenslang Medikamente einnehmen, um die Krankheit zu unterdrücken. Über die neuen Behandlungsmöglichkeiten der chronischen Leberentzündung informierten Experten heute auf einer Pressekonferenz im Vorfeld des Kongresses Viszeralmedizin in Hamburg.

Der Durchbruch in der Behandlung von Hepatitis C gelang mit der Zulassung zweier neuer Medikamente: Während die bisher verfügbaren Wirkstoffe Interferon-alfa und Ribavirin ungerichtet gegen Hepatitis C-Viren wirken, können die beiden neuen direkt antiviral wirksamen Medikamente Boceprevir und Telaprevir die Bildung ne uer Viren in der Leber stoppen. Die letztes Jahr in Deutschland zugelassenen Substanzen sind hochwirksam � auch bei Patienten, bei denen eine Behandlung bislang erfolglos war. �Durch deren kombinierten Einsatz mit Interferon-alfa und Ribavirin können über 70 Prozent aller nicht vorbehandelten Patienten mit einer chronischen HCV-Infektion mit Genotyp HCV 1 geheilt werden�, sagt Professor Dr. med. Ansgar Lohse, Direktor der I. Medizinischen Klinik und Poliklinik vom Universitätsklinikum Hamburg-Eppendorf. Die Behandlung müsse allerdings mindestens ein halbes, manchmal auch ein ganzes Jahr erfolgen und beeinträchtige durch mehrere Nebenwirkungen.

Schätzungsweise eine halbe Million Menschen sind in Deutschl and mit dem Hepatitis C-Virus infiziert � viele ohne es zu wissen. Denn die Infektion verursacht oft über Jahrzehnte keine Beschwerden, bis am Ende die Leber schwer geschädigt ist. �Jeder Dritte der jahrelang Infizierten entwickelt eine Leberzirrhose, die auch mit einem deutlich erhöhten Risiko einhergeht, einen Leberkrebs zu entwickeln�, erläutert Professor Dr. med. Stefan Zeuzem vom Klinikum der Johann Wolfgang Goethe-Universität. Bis in die 1980er Jahre war die Virushepatitis C nicht behandelbar. Erst mit dem Einsatz von Interferonen konnten Ärzte einzelne Patienten erfolgreich therapieren. Die Wirksamkeit war jedoch begrenzt. Mit dem kombinierten Einsatz der Wirkstoffe Interferon-alfa und Ribavirin, einem unspezifischen Virusblocker, erreichten nur etwa 50 Prozent der mit Genotyp 1 infizierten Patienten eine Heilung.

Von einer Heilung gehen die Mediziner aus, wenn ein halbes Jahr nach dem Ende der Behandlung keine Viren mehr im Blut nachweisbar sind. Für den Patienten bedeute dies, dass die Lebererkrankung in der Regel nicht weiter fortschreitet, erklärt Professor Lohse: �Bei vielen Patienten kommt es sogar zu einer Rückbildung der Vernarbung der Leber.�

Boceprevir und Telaprevir sind nach Einschätzung der Experten nur der Anfang. Eine Reihe weiterer, in Tablettenform zu verabreichender Virusblocker sind zurzeit in der klinischen Entwicklung. �Auch wenn anzunehmen ist, dass nur einige der verschi edenen neuen Substanzen eine Marktzulassung erreichen werden, so ist zu erwarten, dass die Therapie weiter verbessert wird: Kürzere Therapiezeiten, weniger Tabletten pro Tag und höhere Heilungsraten sind absehbar�, ergänzt Professor Lohse. Um möglichst frühzeitig Leberschäden vermeiden zu können, fordert der Experte, dass Leberwerte in Screening-Untersuchungen mit aufgenommen werden und dass in Risikogruppen auf Hepatitis Viren getestet wird. Denn die Mehrzahl der Infizierten seien bisher nicht erkannt.

Rauchstopp lohnt sich – trotz zusätzlicher Kilos auf der Waage

Mögliche Gewichtszunahme verringert gesundheitlichen Nutzen nur unwesentlich

Wiesbaden
– Wer darüber nachdenkt, mit dem Rauchen aufzuhören, sollte sich von
einer möglichen Gewichtszunahme nicht abhalten lassen. Denn obwohl auch
Übergewicht mit Gesundheitsrisiken verbunden ist, überwiegt der
gesundheitliche Nutzen durch einen Nikotinverzicht noch immer deutlich.
Das ist das Ergebnis einer umfangreichen US-Studie, die kürzlich in der
renommierten Fachzeitschrift „New England Journal of Medicine“
erschienen ist. Die Deutsche Gesellschaft für Innere Medizin e. V.
(DGIM) nimmt den Forschungsbericht zum Anlass, einmal mehr auf die
Risiken des Tabakkonsums hinzuweisen.

Nikotin
dämpft den Appetit und steigert den Grundumsatz – zwei Effekte, die
dabei helfen, das Körpergewicht zu reduzieren. Umgekehrt gehört ein
gesteigerter Appetit zu den typischen Symptomen des Tabakentzugs. Im
Durchschnitt legen Ex-Raucher daher vier bis fünf Kilo zu, wenn sie
konsequent auf die Zigarette verzichten. „Lange Zeit war unklar, ob
dieser Effekt den Gewinn an Lebenszeit, der durch den Rauchstopp erzielt
wird, teilweise wieder zunichte macht“, sagt Professor Dr. med. Claus
Vogelmeier, Pneumologe und Direktor an der Klinik für Innere Medizin des
Universitätsklinikums Marburg. Diese Bedenken könne die aktuelle Studie
jedoch zerstreuen.

Die
US-Forscher griffen auf die Daten von drei großen Langzeitstudien
zurück und konnten darin über 160 000 Teilnehmer identifizieren, für die
durchgehende Angaben zu Gewicht, Rauchstatus und Gesundheit vorlagen.
In durchschnittlich fast 20, manchmal sogar 30 Jahren der
Nachbeobachtung ergab sich ein umfassendes Bild zu den Veränderungen,
die ein Rauchstopp im Vergleich zu einer fortgesetzten Raucherroutine
mit sich bringt. Der Wermutstropfen zuerst: Eine Gewichtszunahme während
des Nikotinentzugs blieb durchaus nicht ohne gesundheitliche Folgen.
Das Risiko, einen Diabetes Typ 2 zu entwickeln, stieg in den ersten fünf
bis sieben Jahren nach dem Rauchstopp zunächst an, fiel danach jedoch
wieder ab. „Das Diabetes-Risiko stieg dabei umso stärker, je mehr
Gewicht die Teilnehmer zulegten“, erläutert Vogelmeier, Vorsitzender der
DGIM. So waren Menschen, die weniger als fünf Kilo zulegten, von dem
Anstieg nahezu ausgenommen. Wer allerdings mehr als zehn Kilo zunahm,
hatte ein im Vergleich zu fortgesetzten Rauchern um 60 Prozent erhöhtes
Diabetes-Risiko.

Das
wichtigste Ziel des Rauchverzichts blieb davon jedoch unberührt:
Unabhängig von der Gewichtszunahme lag das Risiko, an einer
Herz-Kreislauf-Erkrankung zu sterben, bei allen Ex-Rauchern deutlich
niedriger als bei denjenigen Teilnehmern, die weiterhin zur Zigarette
griffen. Auch das allgemeine Sterberisiko, in dessen Berechnung auch
alle anderen Todesursachen eingingen, wurde durch den Rauchverzicht
deutlich gesenkt. „Dieser Effekt stellt sich sehr rasch nach dem
Rauchstopp ein und wird in den ersten zehn bis fünfzehn Jahren immer
größer“, sagt Vogelmeier.

Wie
die US-Forscher betonen, lässt sich das deutliche Absinken des
Mortalitätsrisikos – oder anders ausgedrückt: der deutliche Gewinn an
Lebenszeit – für alle Gewichtsgruppen beobachten. Lediglich bei einer
sehr kleinen Zahl von Teilnehmern, die sechs Jahre nach dem Rauchstopp
eine sehr starke Gewichtszunahme von mehr als 18 Kilogramm zu
verzeichnen hatten, näherte sich das Risiko, an einer
Herz-Kreislauf-Erkrankung zu sterben, allmählich wieder dem von
Immer-Noch-Rauchern an. „Als Fazit bleibt festzuhalten: Ein Rauchstopp
lohnt sich immer“, sagt auch DGIM-Generalsekretär Professor Dr. med.
Ulrich R. Fölsch aus Kiel. Dies gelte auch für andere internistische
Erkrankungen wie Rheuma und Magen-Darm-Leiden, die bei rauchenden
Patienten häufig deutlich stärker ausgeprägt seien. Um den
Gesundheitsgewinn auch wirklich auszuschöpfen, sei es aber ratsam,
Strategien für einen Rauchstopp ohne massive Gewichtszunahme vorab mit
dem behandelnden Arzt zu besprechen.

Innerer Kompass richtet Zellen auf Verletzung aus
Veränderungen im elektrischen Feld werden automatisch erkannt
 
Wunde: Zellen erkennen Ereignis sofort (Foto: pixelio.de, Maren Beßler)

Stanford (pte010/08.04.2013/11:30) – Zellen können weder sehen noch hören, manche verfügen jedoch über einen Sinn, der uns Menschen fehlt. Sie können elektrische Felder erkennen, die durch eine Wunde entstehen und sich wie ein Kompass ausrichten. Das Identifizieren dieser Zellen könnte laut Wissenschaftlern der Stanford University http://stanford.edu entscheidende Fortschritte bei der Förderung der Wundheilung ermöglichen.

Ionenfluss entscheidend

Der Ionenfluss über eine Zellmembran erzeugt winzige elektrische Felder. Eine Schädigung des Gewebes führt zu einer Veränderung dieses Feldes. Die Zellen, die für die Reparatur von Gewebe zuständig sind, scheinen diese Veränderung zu erkennen. Um herauszufinden, was diese Zellen dazu bringt, auf elektrische Felder zu reagieren, untersuchte das Team um Min Zhao und Alex Mogilner die Hautzellen von Fischen.

Als die Zellen einem elektrischen Feld ausgesetzt wurden, das dem Feld entsprach, das sich um eine Wunde bildet, bewegten sich ganze Zellen in Richtung der positiven Elektrode, fast so, als würden sie sich in Richtung einer Verletzung bewegen. Seltsam war jedoch, dass kleinere Fragmente von Zellmaterial in der Probe in die andere Richtung strebten.

Elektromagnetische Kompasse

Die Zellen und die Fragmente haben etwas gemeinsam. Beide verfügen über Proteinbündel, die ihnen helfen, sich zu bewegen. So erkannten die Wissenschaftler, dass diese Proteine als winzige elektromagnetische Kompasse fungieren. Sie bewegen sich in Richtung einer Wunde und schicken gleichzeitig Zellfragmente in eine andere Richtung. Ergebnisse wurden in Current Biology http://bit.ly/qTn3U4 veröffentlicht.

LCLS-Laser: Röntgenstrahlung an Cluster und Viren (Foto: stanford.edu)

Berlin/Menlo Park (pte025/15.03.2018/13:53) –

Forscher der Technischen Universität Berlin http://tu-berlin.de haben das Holografie-Verfahren weiterentwickelt. Somit lassen sich
erstmalig hochauflösende Bilder von Nanoviren erzeugen. Die Viren müssen
damit nicht mehr auf einer Oberfläche fixiert werden, sondern können
"in Flight" abgelichtet werden. Dieses Verfahren ermöglicht neue Wege,
um Nanoteilchen, die bei Luftverschmutzung und Verbrennungsmechanismen
eine Rolle spielen, besser zu studieren.

Proben durch Fixierung verändert

Die Herstellung von Hologrammen beruht auf Verfahren,
die den Wellencharakter des Lichts ausnutzen, um so aus
zweidimensionalen Abbildern dreidimensionale Gegenstände zu produzieren.
Im Röntgenbereich erlaubt die Holografie bereits jetzt ohne viel
Rechenaufwand Einblicke in die Struktur von winzigen Teilchen wie
Nanopartikeln.

"Bis jetzt musste man die nur nanometergroßen Proben
auf einer Oberfläche fixieren. Dies kann für empfindliche Proben, wie
zum Beispiel Viren, ein Problem darstellen, da jede Art der Fixierung
die Probe automatisch verändert. Das resultierende Bild gibt also nicht
den Originalzustand wieder", erläutert Anatoli Ulmer, Co-Autor der
Studie.

Cluster aus Xenon als Referenzobjekte

Um zu zeigen, dass sich Röntgenholografie auch an nicht
fixierten Nanoteilchen in der Gasphase erfolgreich anwenden lässt,
reisten die Forscher nach Kalifornien, um am Linac Coherent Light Source
Röntgenlaser der Stanford University http://stanford.edu ein Experiment durchzuführen. Zu den Viren in der Probe wurde ein
Referenzobjekt gegeben und damit die Bedingung für eine holografische
Aufnahme geschaffen. Als Referenz dienten dabei kugelförmige
Nanobällchen aus Xenon, auch Nanocluster genannt.

Sowohl Viren als auch Cluster wurden zusammen in den
Fokus des Röntgenlasers injiziert und mit einem Laserpuls bestrahlt. Die
in der Folge resultierenden Muster des gestreuten Lichts wurden mit
einer speziellen Kamera aufgezeichnet und enthielten Informationen über
die Struktur des Virus. "Im Gegensatz zu Verfahren, die aus einer
Mittelung von hunderten möglichen Lösungen resultieren, können unsere
Hologramme in nur zwei Schritten eindeutig interpretiert werden",
ergänzt Erstautor Tais Gorkhover.

Neuer Impfstoff gegen Tuberkulose in Sicht
Bleibende Immunität bei Mäusen durch Injektion mit Ikeplus
 
New York (pte011/05.09.2011/10:00) – Das Injizieren von Bakterien, die mit den Tuberkulose verursachenden verwandt sind, könnte einen Schutz gegen diese Erkrankung der Lunge bieten. Zu diesem Ergebnis kommt eine Studie des Albert Einstein College of Medicine http://einstein.yu.edu . Tests mit Mäusen ergaben, dass die Injektionen die Tuberkulose-Bakterien in manchen Fällen völlig zum Verschwinden bringen konnten, schreibt Nature Medicine http://nature.com/nm . Der bisherige BCG-Impfstoff, der als einzige Behandlungsmöglichkeit zur Verfügung steht, gilt als nicht sehr wirksam. Das Forschungsprojekt steht noch am Anfang. Laut TB Alert http://tbalert.org ist das Potenzial für die Behandlung beim Menschen derzeit noch nicht abzuschätzen.

esx-3-Gene als Schlüssel

Tuberkulose wird durch Mycobacterium tuberculosis hervorgerufen. Laut der Weltgesundheitsorganisation http://who.int gehört diese Krankheit weltweit zu den zehn häufigsten Todesursachen. An den Folgen einer Tuberkulose sterben jährlich rund 1,7 Mio. Menschen. Der BCG-Impfstoff erzielt nur unbeständige Ergebnisse. In verschiedenen Regionen der Welt lag seine Wirksamkeit zwischen null und 80 Prozent. Es kann auch bei HIV-Patienten, die dem größten Erkrankungsrisiko ausgesetzt sind, zu Problemen kommen.

Das Team um William Jacobs untersuchte eine Reihe von Genen mit der Bezeichnung esx-3. Varianten dieser Gene kommen in allen Arten von Mycobacterium vor. Sie helfen Organismen das Immunsystem zu umgehen. Mycobacterium tuberculosis kann ohne seine esx-3-Gene nicht überleben. Sein Verwandter Mycobacterium smegmatis kann dies aber. Die Wissenschaftler löschten die Gene bei M. smegmatis und injizierten Mäusen eine tödliche Dosis. Innerhalb von drei Tagen waren alle Bakterien aus den Lungen und Nieren verschwunden.

Größere Überlebenschancen

In einem nächsten Schritt versuchte das Team esx-3-Gene von M. tuberculosis in M. smegmatis zu übertragen. Das Ergebnis nannten sie Ikeplus. Die Tiere waren noch immer in der Lage, die Infektion mit Ikeplus rasch zu überwinden. Zusätzlich schien bleibende Immunität gegen M. tuberculosis zu entstehen. Mäuse, die mit den Tuberkulose-Bakterien infiziert wurden und keine Impfung erhielten, starben nach rund 54 Tagen. Jene, die mit BCG geimpft wurden, überlebten rund 65 Tage. Die Mäuse schließlich, die Ikeplus erhielten, überlebten 135 Tage.

Bei den Tieren, die mit mehr als 200 Tagen am längsten am Leben blieben, konnten die Wissenschaftler keine der tödlichen Bakterien mehr nachweisen. Jacobs geht davon aus, dass die Tiere durch Ikeplus deutlich besser geschützt sind als durch BCG. Der Wissenschaftler warnt jedoch, dass nur rund 20 Prozent der Mäuse langfristig überleben. Der Impfstoff müsse daher noch entscheidend weiterentwickelt werden. Ikeplus unterscheidet sich von allen anderen Tuberkulose-Impfstoffen und könnte daher einen neuen Behandlungsansatz ermöglichen.