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Wissenschaft

Happy New Year!

Auch wenn uns 2020 einiges abverlangt hat, war nicht alles schlecht. Was uns betrifft – wir freuen uns über das rege Interesse an Medizin und Wissenschaft. Deshalb: Danke fürs Lesen, Liken, Kommentieren, Anregen, Bookmarken und Teilen. Wir bleiben dran und sehen uns hoffentlich auch in 2021!

Einen guten Rutsch und kommt gut und gesund ins neue Jahr! Euer MedImpressions-Team

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Infektiologie Virologie Wissenschaft

Virologenausblick 2021: Entspannung mit Hindernissen

Auch wenn wir es uns noch so sehnlich herbeiwünschen: ein Ende der Pandemie ist – zumindest unmittelbar – nicht in Sicht. Das Jahr 2021 werden wir in großen Teilen weiterhin im Zeichen des Mundschutzes, der Abstandsregeln und möglicherweise weiteren Lock-Downs verbringen. Ein Ende der Einschränkungen sieht Virologin Sandra Ciesek vom Universitätsklinikum Frankfurt erst im Sommer des kommenden Jahres. Und das auch nur, wenn sich die Mehrheit der Bevölkerung impfen lässt. Mit Blick auf 2021 bleiben für sie auch noch viele wissenschaftliche Fragen ungeklärt: „Dringend geforscht werden muss an den Spätfolgen. Das ist ein großer Komplex, den wir noch zu schlecht erforscht haben“, meint Ciesek. Weitergehen wird auch die Suche nach wirksamen Medikamenten: „Hier ist sicherlich noch viel zu tun“.

Der am New Yorker Mount Sinai Hospital in New York tätige österreichische Virologe Florian Krammer geht davon aus, dass die Impfung als sicher einzuschätzen ist und der Schutz gegen Coronaviren von Dauer sein wird. Dafür gibt es keine gesicherten Daten: „aber von der Antikörperantwort, die man jetzt sieht, und den Daten, die es bis jetzt gibt, nehme ich einmal an, dass der Schutz durch die Impfung schon für einige Jahre hält“, meint er. Zuversichtlich ist er auch dahingehend, dass sich zumindest unser Privatleben schneller normalisieren wird als das öffentliche Leben.

Virologe Christian Drosten von der Berliner Charité sorgt sich in einem Interview mit dem deutschlandfunk um die kürzlich in Großbritannien nachgewiesene neue Variante des Coronavirus: „obwohl endgültige Daten zur Gefährdung durch diese Mutation noch nicht vorliegen und wir zumindest auf weitere Datenanlysen warten müssen um feststellen zu können, ob der Verdacht einer erhöhten Gefährdung durch die neuen Viren überhaupt stimmt.“
Fazit: Es bleibt spannend, und SarsCov-2 wird uns wohl auch im neuen Jahr noch lange und intensiv beschäftigen.

Referenzen:
APA Presseaussendung, 30.12.20; https://science.apa.at/power-search/8609000487743814763; ORF Wien: https://wien.orf.at/stories/3082565/

#corona #2021 #virus #covid19 #impfung #pandemie #mutation #medizin #medimpressions

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Gynäkologie Immunologie Wissenschaft

Schwangerschaft: Thymus reguliert Immunsystem und Stoffwechsel

Ein internationales Forscherteam bringt überraschende Erkenntnisse zur Rolle der Thymusdrüse in der Schwangerschaft.
Während aus einer befruchteten Eizelle ein neuer Organismus heranwächst, wird das Immunsystem der werdenden Mutter auf die Probe gestellt, denn es darf das Ungeborene nicht als Fremdkörper bekämpfen und muss trotzdem für eine gesunde Immunabwehr der Mutter sorgen. Die Thymusdrüse ist ein zentrales Organ des Immunsystems, in der auch eine wichtige Untergruppe von T-Zellen, die als regulatorische T-Zelle (Treg) bezeichnet wird, produziert wird. Die Hauptfunktion dieser Zelle besteht darin, andere Immunzellen zu steuern. Während der Schwangerschaft wirken Hormone auf die Thymusdrüse, was sich wiederum auf das Immunsystem auswirkt.

Dabei trägt der bekannte Signalweg RANK/L dazu bei, den Thymus über weibliche Hormone neu zu ‚verdrahten‘, sodass das Immunsystem der Mutter das Baby nicht abstößt, berichtet das Team um Studienleiter Josef Penninger. Die Forschenden arbeiteten mit einem Mausmodell, bei dem RANK im Thymus deaktiviert war. Fehlte das Protein RANK im Thymus, führte das zu weniger Tregs in der Plazenta, was in einer erhöhten Fehlgeburtenrate resultiert.

Die Studie zeigt zudem, dass Tregs auch in das Fettgewebe der Mutter wandern, um Entzündungen zu verhindern und die Kontrolle des Glukosespiegels im Körper zu unterstützen. Ein Mangel an Tregs hatte langanhaltende Auswirkungen auf die Nachkommen, die ein Leben lang an Diabetes und Übergewicht litten. Die Forscher analysierten dank Daten der Meduni Wien auch Frauen mit Schwangerschaftsdiabetes, wobei sie eine verminderte Anzahl von Tregs in ihrer Plazenta feststellten, ähnlich wie bei der Studie an Mäusen.

Referenzen:
IMBA Wien, Karolinska Institutet, LSI Vancouver, MedUni Wien, CeMM, Universität Birmingham, Oxford
RANK links thymic regulatory T cells to fetal loss and gestational diabetes in pregnancy, Nature 202; https://www.nature.com/articles/s41586-020-03071-0

#thymus #tzellen #immunsystem #schwangerschaft #diabetes #stoffwechsel #immunzellen #medizin #medimpressions

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Sportmedizin Wissenschaft

Rodeln: Schwerste Verletzungen ohne Helm

Crashtests kennt man eigentlich nur von der Verkehrssicherheitsforschung. Das Kuratorium für Verkehrssicherheit hat nun gemeinsam mit der Technischen Universität Graz in einem computersimulierten Crashtest erstmalig Rodelunfälle untersucht. Mit alarmierenden Ergebnissen: Ohne Helm sind tödliche Kopfverletzungen bei Kollisionen z.B. mit einem Baum (die häufigste Todesursache) schon bei geringen Geschwindigkeiten möglich. Mehr als 2.200 Menschen verletzen sich jährlich bei Rodelunfällen in Österreich.

Die Simulationen zeigen deutlich: Bei Kindern, die ohne Helm rodeln, besteht bereits ab ca. 10 km/h ein erhebliches Risiko für schwere Kopfverletzungen. Ab einer Geschwindigkeit von ca. 20km/h steigt zu den Kopfverletzungen zudem das Risiko für Rippen- und Oberschenkelfrakturen. „Die Untersuchungen belegen, dass ein Helm das Kopfverletzungsrisiko deutlich reduziert – und zwar unabhängig von der Geschwindigkeit und unabhängig davon, ob die Person frontal oder seitlich gegen ein Hindernis prallt“, so Stefan Smit, Institut für Fahrzeugsicherheit.

Einfluss auf den Verletzungsgrad bei Kindern hat außerdem deren Sitzposition, wenn sie gemeinsam mit Erwachsenen rodeln: Sitzt das Kind vorne am Schlitten, besteht neben dem Kopfverletzungsrisiko auch ein erhebliches Risiko für Verletzungen des Thorax bzw. der Oberschenkel des Kindes: „In allen unseren Simulationsszenarien wurde das Kind durch den dahinter sitzenden Erwachsenen förmlich in den Baum ‚gedrückt‘. Während für den Kopf schon allein der Anprall am Baum kritisch ist, sind Thorax und Oberschenkel durch das Gewicht der erwachsenen Person und durch die Interaktion mit dem Schlitten so einer extremen zusätzlichen Belastung ausgesetzt.“ Sitzt das Kind hingegen hinten, hat es mit dem Rücken der erwachsenen Person einen zusätzlichen Aufprallschutz für den Kopf, zumal der Rücken naturgemäß weicher ist als ein Baum oder eine Liftsäule.

Referenzen: TU Graz
Pressemeldung TU Graz; https://www.tugraz.at/tu-graz/services/news-stories/medienservice/einzelansicht/article/rodelunfaelle-ohne-helm-schon-bei-geringen-geschwindigkeiten-schwerste-verletzungen/

#rodeln #schlitten #unfälle #sicherheit #kopfschutz #crashtest #helm #medizin #medimpressions

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Allgemein

Frohe Weihnachten!

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Angiologie Onkologie Wissenschaft

Mit Angelhaken durch die Blutbahn

Wie sich besonders verwinkelte und kleine Blutgefäße erreichen lassen, hat ein Team der Eidgenössischen Technischen Hochschule Lausanne (EPFL) herausgefunden. Um sich Zugang zu hauchdünnen Venen und Arterien zu verschaffen, wurde bisher ein Führungsdraht, mit dem sich Katheter an die gewünschte Stelle schieben lassen, verwendet.

Damit bleiben aber große Teile des Gehirns unzugänglich, weil die vorhandenen Geräte unhandlich sind und die Erforschung des winzigen, komplizierten zerebralen Gefäßsystems ohne Gewebeschädigung extrem schwierig ist.

Deshalb wurden nun weniger als hundert Mikrometer kleine Geräte entwickelt, die auch die feinsten und besonders verzweigten Blutgefäße erreichen. Die Instrumente bestehen aus einer magnetischen Spitze und einem flexiblen Körper aus biokompatiblen Kunststoffen. Sie funktionieren ähnlich wie ein Angelhaken im Wasser: Der Blutfluss zieht das an einem Ende festgehaltene Gerät zu den winzigsten Gefäßen im Körper. Trifft es auf eine Verzweigung, lässt es sich mittels magnetischer Computersteuerung in die gewünschte Position drehen. So wandert es entlang der Kapillaren weiter ohne Schäden an den Gefäßwänden zu verursachen. Die Machbarkeit wurde in Laborexperimenten sowie im Gefäßsystem eines Kaninchenohrs demonstriert.

In einem nächsten Schritt möchten die Forscher das System in weiteren Tierversuchen testen. Sie hoffen, dass ihre Entwicklung es einmal erlauben wird, tiefsitzende Tumore im Gehirn zu behandeln.

Referenz:
EPFL
Pressemeldung Science APA; https://science.apa.at/power-search/7166836274369196198,
Originalpublikation: Flow driven robotic navigation of microengineered endovascular probes, Nature Communications 2020, https://www.nature.com/articles/s41467-020-20195-z

#blutgefaesse #kapillaren #blutbahn #katheder #onkologie #angiologie #hirntumor #medizin #medimpressions

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Orthopädie Wissenschaft

Sprunggelenksersatz aus dem 3D-Drucker

Erstmals in Österreich wurde einer Patientin ein individuell angepasster Sprunggelenksersatz eingesetzt. Der mittels 3D-Drucker in den USA hergestellte Ersatz soll einen schnelleren Operationsvorgang und eine bessere Passform garantieren, so Dr. Clemens Mansfield, Teamleiter der Fußchirurgie im Orthopädischen Spital Speising.

#sprunggelenk #sprunggelenksersatz #orthopädie #fußorthopädie #speising #3dddruck #medizin #medimpressions

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Neurologie Wissenschaft

„Wettervorhersage“ über epileptische Anfälle

Ein internationales Forschungsteam hat eine neue Methode entwickelt, um epileptische Anfälle frühzeitig vorhersagen zu können. Bisher gelang das nur mit mäßigem Erfolg. Das zwingt die Betroffenen täglich Medikamente zur Hemmung der neuronalen Erregbarkeit einzunehmen, die mit einer Vielzahl an möglichen Nebenwirkungen einhergehen. Manchmal werden auch neurochirurgische Eingriffe durchgeführt, um den epileptischen Fokus, das heißt den Ausgangspunkt der Gehirnanfälle, zu entfernen.  

Die epileptische Aktivität kann anhand der elektrischen Aktivitätsdaten im Gehirn gemessen werden, die mittels Elektroenzephalographie aufgezeichnet werden. Diese Daten können verwendet werden, um interiktale Entladungen zu identifizieren – flüchtige Entladungen, die zwischen den Anfällen auftreten, diese jedoch nicht unmittelbar auslösen. Zudem wiederholen sich epileptische Anfälle in Clustern und Zyklen. Um festzustellen, ob die interiktalen Entladungen diese Zyklen erklären können, zeichneten nun im Hirn von Patienten implantierte Geräte die Hirnaktivitäten während mindestens sechs Monaten auf. Anhand einer ausgeklügelten statistischen Analyse erlauben diese Aufzeichnungen jetzt eine zuverlässige, mehrtägige Vorhersage eines möglichen nächsten Anfalls.

Dank der Methode konnte ein Phänomen nachgewiesen werden, das als «proiktaler Zustand» bekannt ist, in dem eine hohe Wahrscheinlichkeit besteht, dass ein Anfall auftritt.  So wie sich Regen bei Auftreten bestimmter Wettersituationen vorhersagen lässt. Anhand von Daten zur Gehirnaktivität, die über Zeiträume von mindestens sechs Monaten erfasst wurden, war die Anfallsprognose bei zwei Dritteln der Patienten aussagekräftig. Der Analyseansatz ermöglicht die Übertragung von Daten in Echtzeit auf einen Server und zwar mit einem Gerät, das so klein ist, dass es direkt in die Hirnschale implantiert werden kann.

Referenzen:
Universität Bern, Universität Genf, University of California

Forecasting seizure risk in adults with focal epilepsy: adevelopment and validation study. The Lancet Neurology, December 17, 2020, https://doi.org/10.1016/S1474-4422(20)30414-2

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Genetik Onkologie Wissenschaft

Krebszellen auszuhungern könnte funktionieren

Die Idee, Krebszellen einfach verhungern zu lassen, hatten schon viele Forscher. Jetzt lässt ein neuer Ansatz eines internationalen Wissenschaftlerteams aufhorchen, der diesem Ziel bereits sehr nahekommt. Ein neu entwickelter Wirkstoff lässt Krebszellen aushungern, indem er ihre „Kraftwerke“ – die sogenannten Mitochondrien – angreift.

Lange ging man davon aus, dass das Wachstum von Krebszellen weniger stark vom Beitrag der Mitochondrien abhängt. Diese Lehrmeinung wurde jedoch in den letzten Jahren zunehmend in Frage gestellt. Besonders Krebsstammzellen sind in hohem Maße vom mitochondrialen Stoffwechsel abhängig. Jetzt ist es gelungen, ein potenzielles Krebsmedikament zu entwickeln, das auf die Funktion der Mitochondrien abzielt, ohne schwere Nebenwirkungen zu verursachen und ohne gesunde Zellen zu schädigen. Es hemmt die mitrochondiale RNA-Polymerase (POLRMT), einen Schlüsselregulator der Genaktivität.

Der Hemmstoff verringerte die Lebensfähigkeit von Krebszellen stark und verlangsamte das Tumorwachstum in tumortragenden Mäusen signifikant. „Unsere Daten deuten darauf hin, dass wir Krebszellen im Grunde aushungern und so zum Sterben bringen. Zumindest für eine gewisse Zeit, ohne große Nebenwirkungen. Dies gibt uns ein potenzielles therapeutisches Zeitfenster für die Behandlung von Krebs“, so Mitautorin Nina Bonekamp, MPI Köln. „Ein weiterer Vorteil unseres Hemmstoffs ist, dass wir genau wissen, wo er an POLRMT bindet und was er mit dem Protein macht. Das steht im Gegensatz zu einigen anderen Medikamenten, die sich sogar im klinischen Einsatz befinden. Natürlich ist es faszinierend, sein Potenzial als Krebsmedikament weiter zu verfolgen, aber auch als Modellverbindung, um die zellulären Auswirkungen mitochondrialer Funktionsstörungen und mitochondrialer Erkrankungen besser zu verstehen.“

Referenzen:
Max-Planck-Institut für Biologie des Alterns, Karolinska Institut, Universität Göteborg
Small molecule inhibitors of human mitochondrial DNA transcription, Nature, 2020; https://www.nature.com/articles/s41586-020-03048-z

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Wissenschaft

Covid-19: fünfmal tödlicher als die Grippe

COVID-19-Patienten haben ein deutlich höheres Risiko an der Erkrankung zu versterben und Gesundheitsprobleme davonzutragen als Patienten mit Grippe (Influenza). Was Wissenschaftler schon lange vermutet haben, wird jetzt durch eine aktuelle Datenanalyse bestätigt.

Für den einheitlichen Datenvergleich wurden die Informationen zu 3641 Covid-19- sowie 12676 Grippe-Patienten, die aufgrund ihrer Symptome im Spital behandelt werden mussten, herangezogen. Das Durchschnittsalter der Patienten betrug 69 Jahre. Von den Patienten mit Grippe verstarben 5,3%, von den an Covid-19-Erkrankten 18,5%.

Die Analyse, durchgeführt von der Washington University School of Medicine, St. Louis; zeigt auch einen klaren Unterschied im Krankheitsverlauf beider Infektionen: Covid-19 war gegenüber einer   Influenza mit einem erhöhten Bedarf an Beatmungsgeräten, mehr Einweisungen auf Intensivstationen und längeren Krankenhausaufenthalten verbunden. Obwohl beide Erkrankungen die Lunge angreifen, zeigt die Untersuchung, dass Coronaviren weit mehr Organe schädigen. Covid-19 war mit einem höheren Risiko für Komplikationen wie akute Nieren- und Leberschäden, Herzerkrankungen, Schlaganfall, schweren septischen Schock, niedrigen Blutdruck und erhöhten Thromboseraten verknüpft. Eine der größten Überraschungen der Studie war das erhöhte Auftreten eines neu diagnostizierten Diabetes bei Covid-19 Patienten. Neun von Hundert Patienten, die zuvor keinen Diabetes hatten, erwiesen sich plötzlich als insulinpflichtig. Ob die Erkrankung reversibel ist oder langfristig bestehen bleibt, bzw. ob es sich dabei um einen Typ-I oder Typ-II-Diabetes handelt, werden erst weiterführende Daten klären.

Referenzen:
Washington University School of Medicine, St. Louis

Comparative evaluation of clinical manifestations and risk of death in patients admitted to hospital with covid-19 and seasonal influenza: cohort study; BMJ 202:371; https://www.bmj.com/content/371/bmj.m4677

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