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ForscherInnen im Porträt Onkologie Wissenschaft

ForscherInnen im Porträt: DI Benjamin Salzer, PhD

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Jungforscher Benjamin Salzer hat den ersten Preis der Life Science PhD-Awards Austria 2020 in der Kategorie “angewandte Wissenschaft” für seine herausragende Publikation „Safety and specificity engineering of chimeric antigen receptor T cells (CAR-T cells) by exploitation of avidity“ gewonnen.

Im Videoportrait erzählt Benjamin Salzer von seinem beruflichen Werdegang und gibt spannende Einblicke in seine Forschertätigkeit bei der St. Anna Kinderkrebsforschung. Des Weiteren spricht er darüber, wie sich eine gute Work-Life-Balance mit dem Job als Wissenschaftler vereinbaren lässt und was er privat als Ausgleich zu seiner herausfordernden Tätigkeit macht.

Zur Person:

Benjamin Salzer ist promovierter Wissenschaftler, der sich auf dem Gebiet der Krebsimmuntherapie mit CAR-T-Zellen spezialisiert hat. Seit 2015 ist er an der St. Anna Kinderkrebsforschung tätig und arbeitet mit neuartigen molekularen Werkzeugen an der Verbesserung von Zelltherapien.

Ausgewählte Publikationen:

Engineering AvidCARs for combinatorial antigen recognition and reversible control of CAR functionAugust 2020 Nature Communications 11(1):4166 DOI: 10.1038/s41467-020-17970-3

Targeting aggressive osteosarcoma with a peptidase-enhanced cytotoxic melphalan flufenamideJuly 2020 Therapeutic Advances in Medical Oncology 12:175883592093789 DOI: 10.1177/1758835920937891

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Immunologie Onkologie Wissenschaft

Gedächtnistraining für das Immunsystem

Wissenschaftler der Uni Würzburg haben neue Details zur Arbeitsweise des Immunsystems entschlüsselt, die von Bedeutung sind, damit sich der Körper an frühere Infektionen erinnern kann. Diese könnten dazu beitragen, die Immuntherapie zur Behandlung von Tumorerkrankungen zu verbessern.

„Wenn sich der Körper erfolgreich gegen einen Krankheitserreger zur Wehr gesetzt und diesen eliminiert hat, sterben die meisten der zuvor expandierten T-Zellen wieder ab, da sie nicht mehr benötigt werden“, erklärt Wolfgang Kastenmüller. Etwa fünf bis zehn Prozent dieser Zellen überleben aber und entwickeln sich zu einer dauerhaften „Gedächtnispopulation“, die vor zukünftigen Infektionen schützen kann. In ihrer Arbeit konnten die Forscher nun einen Transkriptionsfaktor namens BATF3 identifizieren, der spezifisch das Überleben dieser Zellen und somit den Übergang zu einer Gedächtnisantwort reguliert. 

Wie in ihren Experimenten gezeigt werden konnte, wird dieser Faktor nur kurz nach der anfänglichen Aktivierung der T-Zellen produziert. Fehlt er hingegen, ist die Gedächtnisantwort dauerhaft gestört.

„Bisher war nicht klar, welche Rolle dieser Faktor für sogenannte CD8+ T-Zellen spielt“, so Kastenmüller. Als die Forscher diesen Faktor jedoch verstärkt in CD8+ T-Zellen exprimierten, zeigte sich, dass deren Überleben und entsprechend das immunologische Gedächtnis signifikant verbessert wurden.

Diese Erkenntnisse könnten dazu beitragen, bessere Therapien zur Behandlung von Krebs zu entwickeln, die dafür das Immunsystem der Erkrankten nutzen – sogenannte CAR-T-Zelltherapien. Aktuell werden CAR-T-Zellen zum Beispiel für die Therapie von B-Zell-Lymphomen, einer bösartigen Erkrankung des lymphatischen Systems – sehr erfolgreich eingesetzt. Die Forscher planen daher diese CAR-T-Zellen zu modifizieren, um deren Überleben im Patienten zu verbessern und damit die therapeutische Effizienz zu erhöhen.

Referenzen:

Universität Würzburg https://www.uni-wuerzburg.de/aktuelles/pressemitteilungen/single/news/gedaechtnistraining-fuer-das-immunsystem/

BATF3 programs CD8+ T cell memory. Nature Immunology, 28. September 2020. https://www.nature.com/articles/s41590-020-0786-2

#immunologie #gedächtnis #batf3 #tzellen #onkologie #tumor #krebs #medizin #forschung #wissenschaft #medimpressions

Fotocredit: Canva 

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Neurologie Wissenschaft

Die (geheime) Kommunikation von Nervenzellen

Wie viele „Mithörer“ eine Nervenzelle im Gehirn hat, wird streng reguliert, zeigt eine internationale Studie. Auch Nervenzellen im Gehirn kommunizieren also hinter vorgehaltener Hand miteinander. 

Die Informationsübertragung zwischen Neuronen erfolgt meist auf chemischem Wege: Auf ein elektrisches Signal hin schüttet die „Sender-Zelle“ einen Neurotransmitter aus; häufig Glutamat-Moleküle. Diese wandern durch den synaptischen Spalt zur Empfänger-Zelle. Dort docken sie an und erzeugen im Empfänger-Neuron eine elektrische Reaktion.

Doch die Nervenzellen im Gehirn sind sehr dicht gepackt. Es besteht also die Gefahr, dass die Moleküle nicht nur bestimmte Neuron erreichen, sondern auch andere Neuronen in der Nachbarschaft reizen. Hier kommt die „vorgehaltene Hand“ ins Spiel: Spezialisierte Zellen im Gehirn, die Astrozyten, nehmen nämlich das ausgeschüttete Glutamat rasch wieder auf und schirmen die Kommunikation ab. Dazu entsenden sie Fortsätze in die Nähe von Synapsen, die sogenannten perisynaptischen Astrozytenfortsätze (PAPs). PAPs verfügen über spezialisierte Transporter, die wie kleine Staubsauger das Glutamat um die Synapsen entfernen. 

Wie effektiv dieser Mechanismus funktioniert, wird streng reguliert: PAPs ziehen sich bei gewissen Lernprozess zurück. So steigt die Wahrscheinlichkeit, dass benachbarte Zellen ebenfalls angeregt werden: die Signalübertragung wird weniger exklusiv. An manchen Synapsen scheint die Kommunikation per se weniger diskret zu sein. In einer weiteren Studie wurde gezeigt, dass Senderzellen ihr Glutamat oft in der Nähe bestimmter Strukturen aussenden, die lückenhafter kontrolliert werden, so dass es in deren Nachbarschaft häufiger zur Erregung weiterer Nervenzellen kommt. 

Referenzen:
UCL; Universität Bonn; Universität Bordeaux; Universität Milton Keynes, UK; 

LTP induction boosts glutamate spillover by driving withdrawal of perisynaptic astroglia; Neuron; DOI: https://doi.org/10.1016/j.neuron.2020.08.030; Local efficacy of glutamate uptake decreases with synapse size; Cell Reports; DOI: https://doi.org/10.1016/j.celrep.2020.108182

#neurotransmitter #synapsen #gehirn #kommunikation #signalübertragung #paps #medizin #medimpressions 

Fotocredit: Canva

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Chirurgie ForscherInnen im Porträt Wissenschaft

ForscherInnen im Porträt: Dr. Stefan Salminger, PhD

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Dr. Stefan Salminger über seine Forschungsarbeit

Dr. Stefan Salminger hat für seine herausragenden Forschungsleistungen bereits mehrere Auszeichnungen erhalten, u.a. wurde er erst kürzlich aufgrund seiner Medizinprodukte-Gesetz-Studie „Implantierbare Sensoren zur drahtlosen und intuitiven Prothesensteuerung nach Amputation an der oberen Extremität“ von der MedUni Wien zum „Researcher of the Month, September 2020“ gekürt.

Im Video gibt er Einblicke in seine Forschungsarbeit, erzählt über Hürden & Herausforderungen und wie es mit der Studie weitergeht. Des Weiteren spricht Dr. Stefan Salminger über seine Begeisterung für seine Arbeit im Bereich der plastischen und rekonstruktiven Chirurgie und über seine Ziele als Wissenschaftler.

Zur Person:

Dr. Stefan Salminger studierte Humanmedizin an der Medizinischen Universität Wien mit Auslandsstudienaufenthalten an der Ludwig-Maximilians-Universität München und dem Universitätsspital Zürich. Nach Abschluss des Humanmedizinstudiums 2012 begann Dr. Salminger als PhD-Student im Cristian Doppler Labor für Wiederherstellung von Extremitätenfunktionen unter der Leitung von Univ.-Prof. Dr. Oskar Aszmann. Seit 2014 ist Dr. Salminger Assistenzarzt an der Abteilung für Plastische und Rekonstruktive Chirurgie der Universitätsklinik für Chirurgie. Sein PhD-Studium schloss er 2017 im Programm Neuroscience ab. 

Ausgewählte Studien:

  • S. Salminger et al., “Long-term implant of intramuscular sensors and nerve transfers for wireless control of robotic arms in above-elbow amputees,” Sci. Robot., 2019, doi: 10.1126/scirobotics.aaw6306.
  • S. Salminger, A. Sturma, M. Herceg, O. Riedl, K. Bergmeister, and O. C. Aszmann, “[Prosthetic reconstruction in high amputations of the upper extremity].,” Orthopade, vol. April, 2015, doi: 10.1007/s00132-015-3113-0.
  • S. Salminger, A. Sturma, A. D. Roche, J. A. Mayer, C. Gstoettner, and O. C. Aszmann, “Outcomes, Challenges, and Pitfalls after Targeted Muscle Reinnervation in High-Level Amputees: Is It Worth the Effort?,” Plast. Reconstr. Surg., vol. 144, no. 6, pp. 1037e-1043e, Dec. 2019, doi: 10.1097/PRS.0000000000006277.
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Immunologie Virologie Wissenschaft

COVID-19: niedrige Zinkspiegel, erhöhtes Todesrisiko

Neue Forschungsergebnisse, die auf der diesjährigen Konferenz der ESCMID (European Society of Clinical Microbiology and Infectious Diseases) zu Corona vorgestellt wurden (ECCVID), zeigen, dass ein niedrigerer Zinkspiegel im Blut bei Patienten mit COVID-19 mit einem höheren Todesrisiko verbunden ist. Die Studie wurde im Krankenhaus Del Mar in Barcelona durchgeführt.

Bisher ist bekannt, dass erhöhte intrazelluläre Zinkkonzentrationen die Vermehrung einer Reihe von Viren wirksam beeinträchtigen. Über die Wirkung des Plasma-Zinkspiegels auf SARS-COV-2 lagen bis jetzt jedoch keine Daten vor.  

Aus diesem Grund wurde für den Zeitraum vom 15. März 2020 bis 30. April 2020 eine retrospektive Analyse symptomatisch aufgenommener Patienten durchgeführt. Die Studie umfasste 249 Personen, von denen 21 verstarben. Während der mediane Zink-Ausgangswert bei den Überlebenden bei  61 mcg/dl lag, betrug er bei den Verstorbenen im Schnitt 43 mcg/dl. Die statistische Auswertung belegte, dass jeder Anstieg des Plasmaspiegels das Sterberisiko verringerte. Ein Plasma-Zinkspiegel von weniger als 50 mcg/dl bei Aufnahme in das Spital war mit einem 2,3-fach erhöhten Mortalitätsrisiko verbunden. Höhere Plasmaspiegel waren auch mit niedrigeren maximalen Interleukin-6-Spiegeln (die auf eine systemische Entzündung hinweisen) während des Zeitraums der aktiven Infektion verbunden.

Um endgültige Rückschlüsse zu ziehen oder verbindliche Richtlinien für den therapeutischen Einsatz von Zink herauszugeben, ist es aber noch zu früh, betonen die Autoren, deren Fortführung der Studie nun durch die zweite Coronawelle in Spanien unterbrochen wurde. 

Referenzen:
Hospital del Mar, Barcelona https://www.eurekalert.org/pub_releases/2020-09/esoc-lzl092220.php; Güerri-Fernandez R et al.: Abstract 00177. Lower baseline zinc levels are associated with poorer outcome in COVID-19; ECCVID 2020

#sarscov2 #corona #viren #pandemie #zink #escmid #eccvid #medizin #medimpressions

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Wissenschaft Zahnmedizin

Selbstorganisierendes Peptid stärkt den Zahnschmelz

Wenn zur kieferorthopädischen Behandlung eine feste Zahnspange eingesetzt wird, kann es insbesondere am Rand der Flächen, an denen die Apparatur auf dem Zahn angebracht ist, zur Demineralisation des Zahnschmelzes kommen. Aus solchen Schädigungen, die bei festen Zahnspangen in fast der Hälfte aller Fälle auftreten, kann Karies entstehen. Denn selbst in kleinsten Beschädigungen im Zahnschmelz können sich Bakterien ansiedeln, vermehren und weiter ins Zahninnere vordringen.

Sind die Defekte noch in einem frühen Stadium, kann eine neuartige Behandlungsmethode den Prozess stoppen und sogar dazu beitragen, dass der Zahn sich selbst repariert. Das Peptid P11-4 gehört zu den sich selbst organisierenden Peptiden, die eine biologische Matrix bilden. Dieses wird als Flüssigkeit auf den Zahn aufgebracht, füllt die Läsion und sorgt dafür, dass sich Calciumionen und andere Mineralien in der Zahnstruktur einlagern. Auf diese Weise wird der Zahnschmelz remineralisiert. Durchgeführt wurde die Studie an der Philipps-Universität Marburg in Kooperation mit dem Fraunhofer-Institut für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen (IMWS).

„Durch den Einsatz von P11–4 in Kombination mit einem Fluoridlack konnten wir eine signifikant verbesserte Remineralisation im Vergleich zur alleinigen Anwendung von Fluoriden zeigen,“ fasst Prof. Dr. Anahita Jablonski-Momeni von der Philipps-Universität Marburg die Ergebnisse der Studie zusammen, die als herausragender Beitrag zur Forschung und zur Umsetzung der zahnmedizinischen Prophylaxe in der Kinder- und Jugendzahnheilkunde ausgezeichnet wurde.

Referenzen:
Phillipps-Universität Marburg; Fraunhofer Institut, Halle (Saale) https://www.imws.fraunhofer.de/de/presse/pressemitteilungen/bracket-peptid-p11-4-fluorid-karies.html
Impact of self-assembling peptides in remineralisation of artificial early enamel lesions adjacent to orthodontic brackets, Scientific Reports 10,2020; https://www.nature.com/articles/s41598-020-72185-2

#zahn #zahngesundheit #karies #zahnspange #zahnschmelz #kieferorthopädie #calcium #fluoride #remineralisation #medizin #medimpressions

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Neurologie Sportmedizin Wissenschaft

Sport pusht das Gedächtnis

Was dem Körper gut tut, gilt offenbar auch für das Gehirn. Neurowissenschaftler der Universität Genf wiesen nach, dass eine intensive körperliche Trainingseinheit von nur 15 Minuten das Gedächtnis und den Erwerb neuer motorischer Fähigkeiten verbessert. 

Um die Wirkung zu testen, mussten 15 junge Männer einen Gedächtnistest nach drei unterschiedlichen Szenarien durchführen: nach 30 Minuten mäßigen Radfahrens, nach 15 Minuten intensiver Bewegung oder nach einer Ruhephase. Danach wurden sie gebeten Aufgaben am Computer zu erledigen wobei auch getestet wurde, wie schnell gewisse Bewegungen erlernt wurden.

Zusätzlich zu den Ergebnissen dieses Tests beobachteten die Wissenschaftler Veränderungen in der Aktivierung bestimmter Gehirnstrukturen und führten Bluttests zur Messung der Endocannabinoidspiegel durch. Endocannabinoide werden bei körperlicher Anstrengung produziert und binden an spezifische Rezeptoren im Gehirn. Sie lösen ein Gefühl der Euphorie aus und binden auch am Hippocampus, dem Teil des Gehirns, das für die Gedächtnisleistung zuständig ist.

Die Analysen belegten eine Zunahme der Gedächtnisleistung mit Zunahme der körperlichen Aktivität. Diesem Muster folgte auch der Endocannabinoidspiegel: Je höher dieser nach intensiver körperlicher Anstrengung anstieg, desto besser waren auch die Leistungen des Gehirns. 

Die neuen Daten könnten zur Entwicklung neuer Strategien zur Verbesserung oder Erhaltung der Gedächtnisfunktion beitragen. Untersucht werden soll auch, inwieweit sich Gedächtnisdefizite bei  der Entwicklung von Alzheimer durch sportliche Aktivitäten bremsen lassen.

Referenzen:
Universität Genf
Effect of acute physical exercise on motor sequence memory, Scientific Reports 10, 2020; https://doi.org/10.1038/s41598-020-72108-1

#gedächtnis #sport #gehirn #training #motorik #endocannabinoide #hirnleistung #gedächtnisstörung #alzheimer #medizin #medimpressions

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Infektiologie Virologie Wissenschaft

Klimaerwärmung könnte Resistenz von Viren erhöhen

Enteroviren, die Infektionen wie Erkältung oder Polio verursachen können, und andere krankheitserregende Viren gelangen über Fäkalien ins Abwasser und schliesslich in die Oberflächengewässer. Dort können sie durch Hitze, Sonneneinstrahlung sowie durch andere Mikroben inaktiviert werden – sie verlieren ihre Fähigkeit, Krankheiten zu verbreiten. 

Ein Schweizer Forschungsteam untersuchte, wie sich der Klimawandel auf die Resistenz von Viren auswirken könnte. Das Ergebnis: Die Viren werden resistenter, nicht nur gegenüber den Umweltbedingungen, auch gegenüber Desinfektionsmitteln wie Chlor.

Das Team züchtete vier Populationen eines menschlichen Enterovirus in Flaschen mit Seewasser bei 10 oder 30 °Celsius und mit oder ohne simuliertem Sonnenlicht. Diese Viren setzten sie dann Hitze, simuliertem Sonnenlicht und Mikroben aus. Das Ergebnis: Die Viren, die an wärmere Temperaturen gewohnt waren, waren resistenter gegen Hitze als diejenigen aus dem kühleren Wasser. Die Resistenz gegenüber Sonnenlicht oder Mikroben unterschied sich jedoch nicht oder nur sehr wenig zwischen den vier Populationen. Erstaunlich war hingegen: Setzte man die Viren aus dem warmen ins kühle Wasser, blieben sie dort nicht nur länger aktiv als die im kalten Wasser gezüchteten Stämme, sie waren zudem weniger anfällig auf eine Behandlung des Wassers mit Chlor.

In den Tropen oder in Regionen, die von der globalen Erwärmung besonders betroffen sind, könnten Viren daher künftig schwieriger durch Chlor oder Hitze zu eliminieren sein. Diese grössere Widerstandsfähigkeit könnte auch die Zeitspanne verlängern, in der die an die Wärme angepassten Viren infektiös genug wären, um jemanden beim Kontakt mit verunreinigten Wasser zu infizieren.

Referenzen:

EAWAG Dübendorf; EPFL Lausanne https://www.myscience.ch/news/wire/klimaerwaermung_kann_resistenz_von_viren_erhoehen-2020-eawag

Adaptation of Human Enterovirus to Warm Environments Leads to Resistance against Chlorine Disinfection,Environ. Sci. Technol. 2020, https://doi.org/10.1021/acs.est.0c03199

#klima #viren #resistenz #enteroviren #klimaerwärmung #mikroben #medizin #medimpressions

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Digital Health Genetik Wissenschaft

Wenig Vertrauen in den Austausch von Genomdaten

Die Zukunft der Genomforschung könnte in Gefahr sein, belegt die bisher größte Umfrage zum Thema die von der Cambridge University u.a. in Zusammenarbeit mit der Politikwissenschafterin Barbara Prainsack von der Universität Wien durchgeführt wurde. Die meisten Menschen haben  nach wie vor wenig Vertrauen in den für die Genomforschung nötigen Datenaustausch. Weniger als die Hälfte der Befragten möchte ihre genetischen Informationen für mehr als einen Zweck verwendet wissen. Um die Einstellung der Öffentlichkeit gegenüber der Genomforschung und der gemeinsamen Nutzung von Daten zu ermitteln, haben Forscher insgesamt 36.268 Menschen in 22 Ländern und insgesamt 15 Sprachen befragt.

Insgesamt gaben etwa zwei von drei Befragten an, dass sie mit dem Themenbereich der Genetik und Genomik nicht vertraut sind. 52 Prozent der Befragten sagten, sie seien bereit, Ärzten  anonym ihre DNA und medizinische Informationen zu Forschungszwecken zur Verfügung zu stellen,  zwei von drei Befragten würden diese Daten gewinnorientierten Unternehmen wie etwa Pharmafirmen zur Verfügung zu stellen.

Dieses mangelnde Vertrauen in die Art und Weise, in der Daten (auch grenzüberschreitend) geteilt werden, hemmt die Genomforschung erheblich. Denn diese ist darauf angewiesen, dass Kliniker gemeinnützige und gewinnorientierte Forschung weltweit miteinander teilen können. Prainsack dazu: „Es geht nicht nur darum, das Vertrauen der Bevölkerung zu erhöhen. Es geht darum, sicherzustellen, dass Forschungsinstitutionen Daten auf vertrauenswürdige Weise verwenden und teilen, und dass selbst bei gewinnorientierter Forschung ein Teil des Profits zurück in die Hände der Allgemeinheit gelangt.“

Referenzen:
Cambridge University, Universität Wien, Universität Aachen
https://medienportal.univie.ac.at/presse/aktuelle-pressemeldungen/detailansicht/artikel/menschen-haben-wenig-vertrauen-beim-austausch-von-genom-daten/;
Global public perceptions of genomic data sharing: what shapes the willingness to donate DNA and health data? American Journal of Human Genetics; https://www.cell.com/ajhg/fulltext/S0002-9297(20)30292-5

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Immunologie Onkologie Wissenschaft

Interleukin 2 aktiviert Immunabwehr bei Krebs

Aktuelle Erkenntnisse von Forschern des Universitätsspitals und der Universität Zürich zeigen, dass der natürliche Botenstoff Interleukin 2 (IL-2) die Immunabwehr aktivieren und so die Bekämpfung von hartnäckigen Tumoren verbessern kann.

In ihrer Studie zeigte sich, dass IL-2 die Zahl bestimmter Immunzellen (dendritische Zellen) erhöht. Diese spüren entartete oder fremde Zellen im Körper auf und präsentieren sie den Killerzellen des Immunsystems. Diese wiederum können Krebszellen abtöten und so das Wachstum des Tumors stoppen oder das Krebsgeschwür sogar schrumpfen lassen. Des Weiteren zeigten Daten aus der Krebsdatenbank, dass Hautkrebspatienten, die mehr IL-2-Aktivität im Tumor aufwiesen, länger überlebten.

Die Studie liefert einen wichtigen Ansatzpunkt, um Immuntherapien gegen Krebs zu verbessern, insbesondere bei solchen Patienten, bei denen auch die neuesten Behandlungen keinen Erfolg bringen. Immerhin seien das mehr als die Hälfte der Patienten.

Der Botenstoff IL-2 wurde bereits vor 30 Jahren für die Bekämpfung von Tumoren eingesetzt – allerdings mit hohen Nebenwirkungen. Das Forscherteam entwickelte daher Interleukin 2-Komplexe, bei denen der Botenstoff an einem Antikörper haftet. Die Nebenwirkungen bei diesen Behandlungen konnten so in Laborstudien stark verringert werden. Um die Behandlung nun genauer zu überprüfen, sind weitere klinische Studien erforderlich.

Referenzen: 

Universität Zürich, Universitätsspital Zürich; APA Science

Interleukin-2 signals converge in a lymphoid–dendritic cell pathway that promotes anticancer immunity, Science Translational Medicine  16 Sep 2020: https://stm.sciencemag.org/lookup/doi/10.1126/scitranslmed.aba5464

#interleukin2 #il2 #hautkrebs #immuntherapie #krebs #krebsresistenz #onkologie #forschung #medizin #medimpressions

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