Biotech im Weltall - 06.07.2022

Raumfahrt-Start-up yuri: Schwerelosigkeit für die kommerzielle Forschung

Zellen ohne Einwirkung der Schwerkraft zu züchten, könnte die Medikamentenentwicklung revolutionieren. Das Start-up yuri am Bodensee ermöglicht passgenaue Experimente auf der ISS – ob mit Stammzellen, künstlichen Organen, Oberflächen oder Materialien. Aktuell dabei: Mini-Zelllabore der Berliner Charité und der Goethe-Universität Frankfurt.

Organoide von Darmkrebstumoren verändern ihre Gestalt systematisch, wenn sie dem Einfluss bestimmter Medikamente ausgesetzt sind. Das zeigten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler vom DKFZ und von der Medizinischen Fakultät Mannheim der Universität Heidelberg. Durch Kombination mikroskopischer und genetischer Hochdurchsatzverfahren mit maschinellem Lernen konnten die Forscher diese Gestaltveränderungen bestimmten zellulären Prozessen zuordnen.

Metastasierende Brustkrebszellen zweckentfremden Makrophagen, einen Typ von Immunzellen, um die Ansiedlung von Krebsmetastasen in der Lunge zu fördern. Die umprogrammierten Fresszellen regen dann Blutgefäßzellen dazu an, einen Cocktail an metastasierungsfördernden Proteinen auszuschütten, die Bestandteil der so genannten metastatischen Nische sind.

Sechs Liter Blut – das ist in etwa das Volumen, welches durch den Körper eines durchschnittlichen Menschen mit einem Gewicht von 70 kg fließt. Aber wie entsteht die lebenswichtige Flüssigkeit? Forschende der UCLA haben in Kooperation mit dem NMI in Reutlingen und dem Institut für Biomedical Engineering der Universität Tübingen erstmals einen genauen Fahrplan kartiert, der jeden Schritt der Entwicklung von Blutstammzellen beschreibt.

Laboruntersuchungen an Lungengewebe erforderten bisher meist die Entnahme größerer Mengen menschlichen oder tierischen Gewebes. Nun ist es Wissenschaftler*innen der Medizinischen Fakultät der Universität Freiburg gemeinsam mit amerikanischen Forschenden gelungen, aus wenigen Körperzellen im Labor kleine Einheiten an Lungengewebe zu züchten, sogenannte Organoide.

Ein kleines Stückchen Nukleinsäure könnte der Schlüssel zum Erfolg sein: Mit seiner Hilfe ist es einem Tübinger Forschungsteam im Labor gelungen, einen Genfehler direkt in einer Nervenzelle zu reparieren. Das Molekül verhinderte, dass die Zellen ein fehlerhaftes Protein produzierten und dadurch Schaden nahmen und starben.

Ein leerstehendes Ladenlokal in der Heidelberger Altstadt wird für vier Wochen zum Wissensort: Von Dienstag, 1. Februar, bis Samstag, 26. Februar 2022, präsentieren Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Deutschen Krebsforschungszentrums (DKFZ) in einem derzeit ungenutzten Geschäftsraum am Theaterplatz täglich wechselnde interessante Themen rund um Krebsforschung und Krebsprävention.

Schon seit geraumer Zeit stehen Tierversuche in der Kritik. Ganz egal, ob es dabei um den Einsatz von Mäusen, Ratten, Hunden oder Primaten in der biomedizinischen Forschung, der Entwicklung neuer Medikamente, der Testung von Kosmetika oder Unbedenklichkeitsstudien im Verbraucherschutz geht, der Tenor ist derselbe und der Ruf nach alternativen Test-Systemen, die ohne den Einsatz von Labortieren auskommen, wird immer lauter.

Dossier - 16.12.2021

Arzneimittel für neuartige Therapien: Gen- und Zelltherapeutika

Mit den neuartigen Gen- und Zelltherapien sind hohe Erwartungen bei der Behandlung unheilbarer und erblich bedingter Krankheiten verbunden. Die Erfolge sind bisher jedoch begrenzt – abgesehen von den seit langem etablierten Knochenmarkstransplantationen mit blutbildenden Stammzellen zur Behandlung von Blutkrebs. Doch haben sich zuletzt die CAR-T-Zelltherapien zu einem großen Hoffnungsträger in der Krebsbehandlung entwickelt.

In einem hochkompetitiven Verfahren hat die Universität Ulm ihren fünften Sonderforschungsbereich (SFB) eingeworben. Der neue SFB 1506 „Alterung an Schnittstellen“ widmet sich einer der drängendsten Herausforderungen der Medizin: der Alterung des menschlichen Körpers und den damit oftmals verbundenen Erkrankungen und Einschränkungen.

Plastikprodukte sind im täglichen Leben überall präsent, vor allem Weichplastik wird gerne für Verpackungen oder Kinderspielzeug verwendet. Dieses enthält jedoch häufig sogenannte Weichmacher, welche dafür sorgen, dass das Material flexibel bleibt. Die Weichmacher sind nicht fest an den Kunststoff gebunden und können aus dem Material austreten, wodurch sie vom Menschen aufgenommen werden können.

Ein internationales Team unter deutsch-französischer Leitung hat aufgedeckt, dass Mutationen im Gen ONECUT1 Formen von Diabetes auslösen können. Solche Gendefekte führen zur Fehlfunktion der Bauchspeicheldrüse und beeinträchtigen die Insulin-Produktion der Betazellen. Die Studie, an der Forschende des Universitätsklinikums Ulm federführend beteiligt waren, wurde in der hochrenommierten Fachzeitschrift „Nature Medicine“ veröffentlicht.

Seltene Krankheiten sind schwer zu erforschen. Denn die meisten Ärzt*innen sehen in ihrem Berufsleben höchstens wenige Betroffene. Gleichzeitig stehen seltene Erkrankungen oft modellhaft für Prinzipien in der Medizin. Wie wichtig daher Fortschritte bei seltenen Erkrankungen sind, zeigen nun Wissenschaftler*innen der Medizinischen Fakultät der Universität Freiburg gemeinsam mit internationalen Kolleg*innen.

Für viele Menschen mit einer akuten Leukämie ist die Transplantation von Blutstammzellen gesunder Spender*innen die letzte Behandlungschance. Doch bei etwa jeder zweiten Patient greifen die eingesetzten Immunzellen einige Monate nach der Transplantation Gewebe des Empfängers an und schädigen es zum Teil lebensbedrohlich.

Über einen komplexen, sich selbst verstärkenden Rückkopplungsmechanismus verschaffen sich Darmkrebszellen Platz, indem sie umgebende gesunde Darmzellen in den Tod treiben – und befeuern gleichzeitig ihr eigenes Wachstum. Angetrieben wird diese Rückkopplungsschleife durch einen Aktivator des angeborenen Immunsystems. Dies entdeckten Forscher vom Deutschen Krebsforschungszentrum und von der Universität Heidelberg am Darmgewebe von Fruchtfliegen.

In Glioblastomen, der aggressivsten Form von Hirntumoren im Erwachsenenalter, entdeckten Wissenschaftler vom Partnerstandort Essen/Düsseldorf des Deutschen Konsortiums für translationale Krebsforschung (DKTK) erstmals Stammzellen des blutbildenden Systems. Diese Blutstammzellen fördern die Teilung der Krebszellen und unterdrücken gleichzeitig die Immunabwehr gegen den Tumor.

Blutbildende Stammzellen sind der Ursprung aller verschiedenen Blutkörperchen. Wie und wo entscheidet sich aber, zu welcher Art von Blutzelle sich eine Stammzelle entwickelt? Ein Forscherteam unter Leitung von Wissenschaftlern am Nationalen Centrum für Tumorerkrankungen (NCT) in Dresden und Heidelberg ist der Antwort auf diese Frage nun einen Schritt nähergekommen.

Ulmer Forschende haben eine Bauanleitung für Bauchspeicheldrüsen-Organoide entwickelt, die durch Gen-Editierung mutationsspezifische Tumore ausbilden. Mithilfe solcher stammzellbasierten Modelle aus dem Labor wollen die Autorinnen und Autoren der Ulmer Universitätsmedizin die frühe Entstehung von Bauchspeicheldrüsenkrebs nachvollziehen und womöglich neue therapeutische Angriffspunkte identifizieren.

Forscherinnen und Forschern des Universitätsklinikums Tübingen ist es gelungen, eine molekulare Ursache der Leukämieentstehung zu identifizieren. Damit haben sie ein neuartiges experimentelles Modell etabliert, das es Patientinnen und Patienten mit Leukämie in Zukunft ermöglicht, spezifischer behandelt zu werden. Die Forschungsergebnisse sind aktuell in der Fachzeitschrift Cell Stem Cell publiziert.

Mit einem neuen Verfahren lassen sich Stammzellen und Krebsstammzellen auf der Einzelzellebene untersuchen und die daraus hervorgehenden Zellklone direkt nachverfolgen. Für diese Methode kombinierten Forscher die Analyse der genomischen Krebs-Mutationen mit den assoziierten Expressionsprofilen in jeweils derselben Zelle. Auf diese Weise untersuchten sie tausende von Einzelzellen parallel.

Spielen BMMFs, die neuartigen infektiösen Erreger, die in Milchprodukten und Rinderseren gefunden wurden, bei der Entstehung von Darmkrebs eine Rolle? Wissenschaftler wiesen die Erreger bei Darmkrebspatienten in unmittelbarer Nähe der Tumoren nach. Die Forscher zeigen, dass die BMMFs dort lokale chronische Entzündungen auslösen, die über aktivierte Sauerstoffmoleküle Mutationen auslösen und damit langfristig die Krebsentstehung fördern können.

Induzierte pluripotente Stammzellen (iPSC) sind geeignet, um die verantwortlichen Gene zu entdecken, die komplexen und auch seltenen genetischen Erkrankungen zugrunde liegen. Dies konnten Wissenschaftler vom Deutschen Krebsforschungszentrum (DKFZ) und vom Europäischen Laboratorium für Molekularbiologie (EMBL) gemeinsam mit internationalen Partnern erstmals mit einer Untersuchung an iPS-Zelllinien von fast tausend Spendern zeigen.

Neuroblastome können unaufhaltsam voranschreiten oder sich spontan zurückbilden. Wissenschaftler des Hopp-Kindertumorzentrums Heidelberg, des Deutschen Krebsforschungszentrums, der Universität Heidelberg und des Nationalen Centrums für Tumorerkrankungen Heidelberg zeigen, dass einige bösartige Neuroblastome einen besonderen Trick nutzen, um dem Zelltod zu entgehen: Sie verlängern ihre Chromosomenenden durch einen speziellen Mechanismus.

Während der embryonalen Hirnentwicklung durchlaufen neurale Stammzellen eine Reihe streng geregelter Entwicklungsphasen. Durch eine Mutation in einem Protein, das unser Erbgut ordentlich gefaltet im Zellkern verpackt, wird dieses Timing gestört. Aus frühen Vorläuferzellen können dann besonders aggressive kindliche Hirntumoren, sogenannte Hirnstammgliome entstehen.

Stammzellentherapie zur Regeneration von Bandscheiben - 16.07.2020

Europa hat Rücken – Ulm einen Simulator

Rückenleiden sind meist Bandscheibenleiden. Vieles wurde bereits versucht und wird angeboten, um den Patienten zu helfen. Trotz aller Fortschritte gibt es jedoch noch kein sicheres Erfolgsrezept. Einen neuen regenerativen Ansatz verfolgt iPSpine, ein EU-Projekt, an dem Ulmer Forscher ihre interdisziplinäre Ingenieurs- und Biomedizin-Expertise einbringen.