1. Transplantationsorgane werden in 3D gedruckt
Eine Gruppe von Wissenschaftlern des Imperial College London und des King's College London hat eine neue Technik für den 3D-Druck menschlicher Organe und Gewebe entwickelt. Sie verwenden niedrige Temperaturen (Gefrieren), um Strukturen zu erzeugen, die in ihren mechanischen Eigenschaften Geweben des Gehirns, der Lunge und anderer Organe ähnlich sind. Wissenschaftler hoffen, dass diese Technologie auch erfolgreich zur Regeneration (Reparatur) von geschädigtem Gewebe eingesetzt werden kann, ohne das Risiko einer Abstoßung des Transplantats zu erhöhen.
Mit dieser Methode druckten Wissenschaftler aus Newcastle (UK) die erste künstliche menschliche Hornhaut - einen transparenten Film, der die Oberfläche des Auges bedeckt. Sein Schaden kann das Sehvermögen erheblich beeinträchtigen und sogar zur Erblindung führen.
Warum ist das so wichtig?
Mit dieser Methode können so wichtige medizinische Probleme wie Transplantatabstoßung, Mangel an Spenderorganen und -geweben und sogar Blindheit gelöst werden.
2. Nanomoleküle für schnell wirkende Medikamente
Die Entdeckung neuer Moleküle für die Arzneimittelentwicklung ist ein mühsamer und zeitaufwändiger Prozess. Chemiker an der Universität von Los Angeles (UCLA) haben eine neue Methode zum Nachweis winziger Moleküle mit einem Elektronenmikroskop entwickelt, die diesen Prozess erheblich beschleunigen wird. Der Ansatz ermöglicht es, die Struktur von Nanomolekülen in nur 30 Minuten zu erkennen - anstelle der zuvor benötigten mehreren Stunden.
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Warum ist das so wichtig?
Mikromoleküle (sehr kleine Moleküle) kommen in den meisten modernen Pharmazeutika vor. Durch die geringe Größe können Moleküle schnell in Zellmembranen eindringen und ihr Ziel erreichen. Dies bedeutet, dass das Medikament viel schneller wirkt.
Seit vielen Jahren werden Röntgenstrahlen verwendet, um die Struktur von Molekülen bei der Entwicklung neuer Medikamente zu analysieren. Diese Technik ist nicht so effizient und zeitaufwändig. „Mit einem Elektronenmikroskop kann eine neue Struktur in wenigen Minuten fotografiert werden. Die Methode kann für Wissenschaftler, die nach bioaktiven Molekülen suchen, als transformierend bezeichnet werden “, sagt Professor Carolyn Bertozzi von der Stanford University.
3. Darmbakterien lösen das Problem des Mangels an Spenderblut
Wissenschaftler haben lange nach einer Methode gesucht, mit der sie die Gruppen II, III, IV schnell in I ("Universal Donor" -Gruppe) umwandeln können. Es scheint, dass die Suche mit Erfolg gekrönt war. Im Sommer 2018 berichteten Forscher der University of British Columbia, dass ein im menschlichen Darm entdecktes Enzym die Blutgruppen II und III 30-mal schneller in Blutgruppen I umwandeln könnte als bisher verwendete. Wie die Wissenschaftler erklärten, ist dies auf die Tatsache zurückzuführen, dass die Umwandlung von Kohlenhydraten in Mucoproteinproteine durch Darmbakterien dem Prozess der Entfernung von Kohlenhydraten von der Oberfläche roter Blutkörperchen (Erythrozyten) sehr ähnlich ist.
Wissenschaftler haben lange nach einer Methode gesucht, die die Blutgruppen II, III, IV schnell in I umwandelt. Foto: GLOBAL LOOK PRESS.
Warum ist das so wichtig?
Die Blutgruppe wird durch Kohlenhydrate auf der Oberfläche roter Blutkörperchen bestimmt, die als Antigene bezeichnet werden. Wenn Sie eine inkompatible Blutgruppe, z. B. Blutgruppe II, in einen Patienten mit Gruppe III transfundieren, beginnt der Körper mit der Produktion von Antikörpern, die die roten Blutkörperchen mit der „falschen“Gruppe angreifen.
Gruppe I ist ein "universeller Spender", da er keine Antigene auf der Oberfläche von Erythrozyten enthält.
Um die Wirksamkeit und Sicherheit dieser Methode beim Menschen nachzuweisen, sind zusätzliche klinische Studien erforderlich. Wenn die Methode jedoch funktioniert, wird das Problem des Mangels an gespendetem Blut gelöst.
4. Der Behandlung der Alzheimer-Krankheit einen Schritt näher
2018 war geprägt von mehreren Entdeckungen gleichzeitig, die die Alzheimer-Krankheit wirksam behandeln werden.
Entfernung des BACE1-Enzyms. Wissenschaftler des Lerner Research Institute der Cleveland Clinic haben herausgefunden, dass die schrittweise Entfernung des BACE1-Enzyms die Amyloid-Plaques (Verwicklungen von Proteinen, die die Signalübertragung zwischen Neuronen stören) im Gehirn von Alzheimer-Mäusen vollständig auflöst.
Das Jahr brachte die Wissenschaftler dem Geheimnis der Behandlung der Alzheimer-Krankheit näher. Foto: GLOBAL LOOK PRESS.
Interneuron Engineering. Forscher am Gladstones Institute in San Francisco haben das Gehirn von Mäusen mit Alzheimer-Krankheit wiederhergestellt, indem sie Interneurone implantiert haben, die für die Regulierung des Gehirnrhythmus verantwortlich sind. Es ist bekannt, dass die Biorhythmen des Gehirns bei der Alzheimer-Krankheit stark gestört sind.
Die Rolle des ApoE4-Gens, eines genetischen Risikofaktors für die Alzheimer-Krankheit, wurde erklärt. Wissenschaftler des Gladstones Institute haben einen wichtigen genetischen Risikofaktor für die Alzheimer-Krankheit entdeckt. Es stellte sich heraus, dass es sich um das ApoE4-Gen handelt. Wissenschaftler haben gezeigt, dass die Korrektur dieses Gens mit speziellen Mikromolekülen beschädigte Neuronen wiederherstellt.
Warum ist das so wichtig?
Seit Jahrzehnten versuchen Wissenschaftler, die Mechanismen zu verstehen, die der Entwicklung der Alzheimer-Krankheit zugrunde liegen. Darüber hinaus ist es großen Pharmaunternehmen in den letzten Jahren nicht gelungen, neue Medikamente zur Behandlung dieser Krankheit zu entwickeln. Die jüngsten Fortschritte eröffnen Wissenschaftlern neue Möglichkeiten.
5. Der Sieg über Krebs wird gewonnen
Im Jahr 2018 wurde James Allison und Tasuk Honjo der Nobelpreis für Medizin für die bahnbrechende Entdeckung verliehen, dass die eigene Immunität einer Person Krebszellen bekämpfen kann. Basierend auf dieser wissenschaftlichen Entwicklung werden bereits Medikamente zur Behandlung von Krebstumoren hergestellt.
Warum ist das so wichtig?
Die Entdeckung von James Ellison und Tasuku Honjo ist nicht neu. Es wurde in den 90er Jahren des letzten Jahrhunderts hergestellt, aber erst jetzt wurde es als revolutionär im Kampf gegen Krebs anerkannt.
6. Gehirnzellen aus Blutzellen
Zum ersten Mal ist es Wissenschaftlern gelungen, menschliche Blutzellen in Stammzellen des Nervensystems umzuprogrammieren, ähnlich wie die Zellen des Embryos. Die resultierenden Zellen können sich von selbst teilen. Die Entdeckung gehört Forschern des Deutschen Krebsforschungszentrums und des Stammzellinstituts in Heidelberg.
Warum ist das so wichtig?
Frühere Versuche von Wissenschaftlern, Stammzellen des Nervensystems aus Blutzellen zu gewinnen, waren erfolglos (Zellen konnten sich unter Laborbedingungen nicht teilen) und wurden daher zur Behandlung von Krankheiten verwendet. Die Entdeckung deutscher Wissenschaftler eröffnet neue Möglichkeiten bei der Behandlung von Krankheiten wie Schlaganfall, Parkinson und Göttington-Chorea.
7. Künstliche Immunität
Biologen der Universität von Los Angeles konnten die ersten künstlichen menschlichen Immunzellen erhalten, die neben natürlichen auch Infektionen und Krebstumoren bekämpfen können. Künstliche T-Zellen (eine Art von Lymphozyten) haben die gleiche Größe, Form und Funktion wie natürliche Immunzellen.
Warum ist das so wichtig?
Ohne die Zellen des Immunsystems könnten wir nicht überleben. Die Entwicklung künstlicher T-Zellen ist ein großer Schritt in Richtung neuer Therapiemethoden für bösartige Tumoren und Autoimmunerkrankungen (rheumatoide Arthritis, Multiple Sklerose usw.).
8. Die ersten gentechnisch veränderten Kinder
Im November 2018 kündigte der chinesische Wissenschaftler He Jiangkui die Geburt der ersten gentechnisch veränderten Zwillinge der Welt an. Unter Verwendung der CRISPR-Technologie wurde ein Teil des Gens, das für das Eindringen des Immundefizienzvirus in den menschlichen Körper verantwortlich ist, aus der DNA des Embryos entfernt. Laut dem Wissenschaftler sind die Zwillinge nicht anfällig für diese Art von Infektion. Er Jiangkui wurde von der wissenschaftlichen Gemeinschaft scharf kritisiert, da die Bearbeitung der Gene von Embryonen gesetzlich verboten ist. Darüber hinaus kann die Genmodifikation unvorhersehbare Mutationen verursachen und wird an zukünftige Generationen weitergegeben. Das weitere Schicksal des Wissenschaftlers ist noch nicht bekannt. Nach einigen Quellen könnte er verhaftet sein.
Warum ist das so wichtig?
Die Bearbeitung menschlicher Gene ließ Wissenschaftler über die ethische Seite dieser Methode nachdenken. Andererseits kann seine Implementierung dazu beitragen, die Probleme von Erbkrankheiten wie Mukoviszidose, Hämophilie, Duchenne-Muskeldystrophie und vielen anderen zu lösen.
KARINA GYAMJYAN