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Covid-19-Lungenversagen: Warum Betroffene lange beatmet werden müssen

Bei der Mehrheit der PatientInnen mit schwerem COVID-19 vernarbt die Lunge in starkem Ausmaß, so dass Patienten häufig eine Langzeit-Sauerstoffunterstützung brauchen oder sogar an eine künstliche Lunge (ECMO) angeschlossen werden müssen. Beim Krankheitsgeschehen spielen offenbar Fresszellen des Immunsystems eine zentrale Rolle, darauf weist eine aktuelle deutsche Studie hin. Sie treiben die ungewöhnlich starke Vernarbung voran und sind der Grund dafür, warum Betroffene so lange beatmet werden müssen.

Für die Studie untersuchte das Team die Lungen verstorbener COVID-19-Patienten anhand verschiedener mikroskopischer Aufnahmen. Bei fast allen Betroffenen wurden enorme Schäden entdeckt: Die Lungenbläschen waren weitgehend zerstört, die Wände deutlich verdickt und es fanden sich ausgeprägte Ablagerungen von Kollagen, welches ein Hauptbestandteil von Narbengewebe ist. „All dies ist charakteristisch für eine schwere Fibrose“, so Peter Boor von der Uniklinik Aachen.

Weitere Analysen an Immunzellen in Lungenspülungen und -gewebe schwer erkrankter oder verstorbener COVID-19-Patienten mit Lungenversagen zeigten, dass sich hier bevorzugt bestimmte Immunzellen, sogenannte Fresszellen (Makrophagen) ansammeln und Kollagen produzieren, ähnlich einer idiopathischen Lungenfibrose. Bei dieser unheilbaren Erkrankung vernarbt die Lunge unaufhaltsam bis zum Verlust der Organfunktion.

Im Unterschied dazu ist die Vernarbung bei Covid-19 aber zumindest potentiell reparabel. Bei Betroffenen, die genasen, gelang es dem Körper, die Verdichtungen teilweise aufzulösen. Nun wird untersucht, welche zellulären Prozesse dazu führen, dass sich eine Fibrose zurückbildet – damit könnte COVID-19-Betroffenen und auch PatientInnen mit bisher unheilbarer Lungenfibrose geholfen werden.

Referenz:
Charité Berlin, RWTH Aachen, Helmholtz Zentrum Würzburg, Robert-Koch-Institut
SARS-CoV-2 infection triggers profibrotic macrophage responses and lung fibrosis, Cell 2021;  https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0092867421013830

#sarscov2 #covid #corona #lunge #fresszellen #immunreaktion #pandemie #medizin #medimpressions

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Covid-Müde? Raus in die Natur!

Während sich die Berichte über den Anstieg der psychischen Belastungen durch die Pandemie bei Kindern und Jugendlichen mehren, gibt es auch erste Studien, die zeigen, wie sich der damit verbundene Stress auf relativ einfachem Weg reduzieren lässt.

So zeigt eine Studie an 1280 amerikanischen College-Studenten, dass zwei Drittel ihre Outdoor-Aktivitäten in der Krise massiv einschränkten. Dies war zugleich mit einer höheren emotionalen Belastung bei den jungen Studierenden verbunden. Studenten, die weiterhin nach „draußen“ gingen und in „grüneren“ Gegenden wohnten, zeigten hingegen eine bessere emotionale Stabilität als junge Menschen im urbanen Umfeld.
In einer zweiten Studie fand ein anderes Forscherteam heraus, dass mit der Abnahme der Teilnahme der Outdoor-Aktivitäten während der Pandemie auch die Verbindung der Studenten zur Natur abnahm. Dabei zeigte sich ebenfalls ein Zusammenhang mit dem psychischen Wohlbefinden.

Die gute Nachricht, so die Forscher, ist also, dass Outdoor-Aktivitäten wie Radfahren im Freien, Spaziergehen oder Laufen dazu beitragen, Stress ab- und emotionale Stabilität aufzubauen. Die schlechte Nachricht: die meisten der jungen Menschen haben genau das Gegenteil getan und sich in den eigenen vier Wänden verkrochen.

Referenz:
North Carolina State University, Florida Gulf Coast University
Greenspace and park use associated with less emotional distress among college students in the United States during the COVID-19 pandemic; Env Res 2021; https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0013935121016686?via%3Dihub
Connection to Nature Boosts Adolescents’ Mental Well-Being during the COVID-19 Pandemic, Sustainability 2021; https://www.mdpi.com/2071-1050/13/21/12297

#natur #pandemie #covid #psyche #wohlbefinden #outdoor #corona #medizin #medimpressions

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mRNA-Impfstoff gegen Übertragung der Lyme-Borreliose

Um gegen die durch Zecken übertragene Lyme-Borreliose geschützt zu sein, haben sich jetzt Forschende der Yale-University einen besonderen Trick einfallen lassen. Sie entwickelten einen mRNA-Impfstoff, der sich nicht gegen den Krankheitserreger, sondern gegen die Zeckenbisse selbst richtet.

Da bakterielle Erreger meist erst am Ende einer Saug-Attacke von den Zecken abgegeben werden, suchten die Forscher nach einer Möglichkeit, diese zu verkürzen. Für ihr Experiment impften sie daher Meerschweinchen mit einem mRNA-Impfstoff gegen einige der im Zeckenspeichel enthaltenen Proteine. Diese sorgen für eine Entzündung an der Bissstelle und verhindern so weiteres Blutsaugen.

Im Ergebnis entwickelten die mit dem mRNA-Impfstoff immunisierten Meerschweinchen 14 Tage nach der Vakzinierung und bei frischem Zeckenbefall eine deutliche Schwellung an der Bissstelle, die Zecken dazu bewog, 48 Stunden nach dem Ansetzen wieder vom Opfer loszulassen. Normalerweise würde die eingesetzte Zeckenarzt erst nach 96 Stunden abfallen. Plus: keines der geimpften Nager wurde während des Zeckenangriffs infiziert, während in der ungeimpften Kontrollgruppe bei 46-60 Prozent eine Borreliose-Infektion nachgewiesen wurde.

Die Forschungsgruppe zeigt sich zudem zuversichtlich, dass das neue Konzept auch beim Menschen funktionieren könnte. Durch die Impfung würden die Zecken nicht nur schneller von uns ablassen, die lokale Entzündung an der Einstichstelle würde auch dafür sorgen, dass wir die Blutsauger früher entdecken und entfernen könnten.

Referenz:
Yale University School of Medicine
mRNA vaccination induces tick resistance and prevents transmission of the Lyme disease agent, Science Trans Med 2021; https://www.science.org/doi/10.1126/scitranslmed.abj9827

#borreliose #zecken #mRNA #immunisierung #impfstoff #lymeerkrankung #infektion #medizin #medimpressions

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Die Evolution des Neuroblastoms

Tumore sind heterogen: Sie unterscheiden sich in verschiedenen Teilen des Tumors genetisch voneinander. Diese intratumorale genetische Heterogenität spielt bei vielen Krebserkrankungen eine wichtige Rolle, da sie sich auf die Diagnostik sowie den Einsatz von zielgerichteten Therapien auswirken kann.

Dies gilt auch für das Neuroblastom, einer relativ häufigen Krebserkrankung bei Kindern. Eine deutsche Arbeitsgruppe untersuchte nun die Erbgutveränderungen, die den bösartigen Tumor auszeichnen und stellte fest, dass die für das Neuroblastom typischen Veränderungen im Verlauf der Erkrankung verschwinden oder aber neu entstehen können. Eines der untersuchten Gene (ALK) war etwa bei Diagnosestellung vorhanden, bei der nachfolgenden Operation aber nicht mehr. Die untersuchten Mutationen kommen zudem nicht gleichmäßig verteilt im Tumor vor, sondern nur in einzelnen Bereichen oder sogar nur in einzelnen Zellen eines Tumors, fasst Karin Schmelz, Erstautorin der Studie die zentrale Erkenntnis zusammen. Mitautor Roland Schwarz: „Die Zellen verändern fortlaufend ihre genetische Zusammensetzung und kämpfen ums Überleben, auch untereinander. Sie haben jeweils eigene Stammbäume, einige bilden später Metastasen oder werden schwerer behandelbar.“

Das Team untersuchte 140 Proben des Neuroblastoms die aus räumlich verschiedenen Bereichen des Tumors stammten und im Verlauf der Erkrankungen von zehn Kindern entnommen wurden. Für die Auswertung wurden moderne Sequenzierungsmethoden sowie computergestützte Analysen eingesetzt. Das Verständnis der Biologie des Tumors soll nun vor allem PatientInnen zugutekommen, die einen Rückfall erleiden, denn erst hier kommen personalisierte, gezielte Therapien zum Einsatz. Für die Behandlung der Ersterkrankung bleibt die Chemotherapie das Mittel der Wahl.

Referenz:
Charité Berlin
Spatial and temporal intratumour heterogeneity has potential consequences for single biopsy-based neuroblastoma treatment decisions, Nature Comm 2021; https://www.nature.com/articles/s41467-021-26870-z

#krebs #neuroblastom #kinder #tumor #tumorbiologie #genetik #tumorevolution #medizin #medimpressions

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Kartographie der Humorentstehung bei Kleinkindern

Humor macht das Leben leichter. Auch für Kinder. Aber ab wann verstehen die Kleinen das Konzept „Humor“, worüber lachen Sie und in welchen Situationen machen Sie selbst Witze? Dieser nicht unwichtigen wissenschaftlichen Frage ging nun erstmals ein britisches Forschungsteam auf den Grund.

Das „Early Humor Survey“ analysierte Daten aus Fragebögen, die Eltern von 671 Kindern aus zwei Kontinenten im Alter von 0-47 Monaten ausfüllen mussten. Das Ergebnis: bereits die Hälfte der Kinder schätzen Humor im zarten Alter von zwei Monaten und versuchten mit elf Monaten auch andere zum Lachen zu bringen. Wobei letztere, die das Konzept Humor mögen, dies auch besonders oft anwenden.
Die Forschenden identifizierten 21 verschiedene Arten des Humors. Kinder unter einem Jahr schätzen physische, visuelle und auditive Formen, dazu zählen etwa Versteckspiele, Stimmen nachmachen oder Kitzeln. Einjährige finden es lustig, Reaktionen von anderen zu bekommen, etwa indem sie diese erschrecken.
Bei Zweijährigen spiegelt sich die Sprachentwicklung wider, sie mögen unsinnige Wörter und das Spiel mit falschen Konzepten (die Katze sagt Muh). Plus, sie zeigen einen Hang zu kleinen Gemeinheiten und aggressiven Humor. Sie machen sich über andere lustig oder schubsen sie absichtlich aus dem Weg. Dreijährige wiederum spielen gerne mit sozialen Regeln und stellen diese auf den Kopf, indem sie etwa absichtlich „verbotene“ Wörter aussprechen, um lustig zu sein.

Die Daten schließen eine wichtige Lücke der Kindesentwicklung, einem Kapitel, dem bisher kaum jemand Beachtung geschenkt hat, so die ForscherInnen. Die Ergebnisse könnten auch als Diagnoseinstrument in der frühen Entwicklung der Kinder in Bezug auf die Beurteilung von Entwicklungsunterschieden genutzt werden.

Referenz:
Bristol University
The Early Humor Survey (EHS): A reliable parent-report measure of humor development for 1- to 47-month-olds, Behavior Research Methods 2021; https://link.springer.com/article/10.3758/s13428-021-01704-4

#humor #kinder #paedagogik #kindesentwicklung #paediatrie #sprache #kindheit #medzin #medimpressions

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Antikörper gegen harmlose Coronaviren helfen gegen SARS-CoV-2

Manche Menschen scheinen trotz einer akuten Infektion mit SARS-CoV-2 besser als andere geschützt zu sein. Könnte das daran liegen, dass diese aufgrund einer zurückliegenden Immunreaktionen gegen andere menschliche Coronaviren, die meist nur zu harmlosen Erkältungen führen, einen gewissen Schutz vor SARS-CoV-2 haben? Dieser Frage sind nun Forschende der Universität Zürich nachgegangen

Die Antwort darauf: „Personen, die ausgeprägte Immunantworten gegen menschliche Coronaviren haben, sind bis zu einem gewissen Grad auch vor einer Infektion mit SARS-CoV-2 geschützt», so Alexandra Trkola, UZH. Die Forschenden analysierten mit einem eigens entwickelten Testverfahren die Menge an unterschiedlichen Antikörpern gegen die vier anderen gegenwärtig zirkulierenden menschlichen Coronaviren im Blutserum von 825 Spendern aus der Zeit vor dem Auftreten von SARS-CoV-2 und untersuchten auch 389 Proben von Spendern, die sich mit SARS-CoV-2 infiziert hatten. Kombiniert mit computergestützten Modellierungen ermöglicht diese Analyse präzise Vorhersagen, wie gut die Antikörper an eindringende Viren binden und sie neutralisieren.
Die Forschenden konnten zeigen, dass Personen, die sich mit SARS-CoV-2 infiziert hatten, geringere Mengen an Antikörpern gegen die Erkältungs-Coronaviren hatten. Zudem mussten SARS-CoV-2-Infizierte mit hohen Antikörperwerten gegen die harmlosen Coronaviren weniger häufig hospitalisiert werden.

Offen ist, ob die Kreuzreaktivität auch umgekehrt funktioniert. Ob also eine Immunität gegen SARS-CoV-2 auch vor anderen menschlichen Coronaviren schützt. Ist dies der Fall, würden wir einem umfassenden Schutz gegen Coronaviren, also auch neu auftretenden Varianten, einen großen Schritt näherkommen, so die Wissenschaftler.

Referenz:
UZH
Multifactorial seroprofiling dissects the contribution of pre-existing human coronaviruses responses to SARS-CoV-2 immunity; Nature Comm 2021; https://www.nature.com/articles/s41467-021-27040-x

#pandemie #corona #sarscov2 #virologie #infektion #erkaeltung #covid #medizin #medimpressions

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43 österreichische Wissenschaftler unter den „Who is Who“

Das zum Datenkonzern Clarivate gehörende „Institute for Scientific Information“ hat auch heuer die Liste der „Highly Cited Researchers 2021“ veröffentlicht. Das „Who is Who“ der Wissenschaft inkludiert 6.602 Personen aus mehr als 70 Ländern, die das oberste Prozent der am meisten zitierten WissenschaftlerInnen repräsentieren. Auf dieser Liste der weltweit einflussreichsten Forscher finden sich auch 43 in Österreich tätige Forscher, deutlich mehr als im Jahr davor, da waren es nur 37. Einziger Wermutstropfen: unter den österreichischen ForscherInnen finden sich nur zwei Frauen, die Biotechnologin Angela Sessitsch (Austrian Institute of Technology) und die Biologin Sophie Zechmeister-Boltenstern (Universität für Bodenkultur, Wien).

Zwei Forscher des Internationalen Instituts für angewandte Systemanalyse in Laxenburg haben es geschafft, gleich in mehreren Kategorien zu punkten: Keywan Riahi zählt zu den nur 23 Forschern, die in drei oder mehr Gebieten zu den weltweit einflussreichsten Forschern gehören (Erdwissenschaften, Umwelt, Ökologie, Sozialwissenschaften) sowie Petr Havlik (Umwelt, Ökologie, Sozialwissenschaften). Im Bereich Medizin wurden folgende Forscher zitiert: Franz Fazekas, Medizin-Uni Graz; Michael Gnant, Hans Lassmann, Josef Smolen, Medizin-Uni Wien; Kurt Huber, Wilhelminenspital/Sigmund Freud Privat-Uni; Werner Poewe, Herbert Tilg, Medizin-Uni Innsbruck.

Die meisten der einflussreichsten WissenschaftlerInnen arbeiten nach wie vor in den USA (39,7%), allerdings mit sinkendem Anteil. China holt dagegen auf und hat seinen Anteil auf 14,2% Prozent fast verdoppelt. Auf den weiteren Rängen folgen: Großbritannien (492 Zitierungen), Australien (332), Deutschland (331), Niederlande (207), Kanada (196), Frankreich (146), Spanien (109) und die Schweiz (102).

Quelle: Pressemeldung Science.Apa 16.11.2021, 43 in Österreich tätige Forscher unter meistzitierten Wissenschaftern; https://science.apa.at/power-search/920465618408739153

#auszeichnung #forschung #wissenschaft #highlycitedresearcher #oesterreich #gesundheit #medizin #medimpressions

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Motorische Fähigkeiten verbessern das Sprachverständnis

2019 hatten Forscher bereits gezeigt, dass Personen, die im Umgang mit Werkzeugen besonders geübt sind, im Allgemeinen auch besser mit den Feinheiten der Sprache (der Syntax) umgehen können. Um das Thema tiefer zu erforschen, entwickelte dasselbe Team eine Reihe von Experimenten, die sich auf bildgebende Verfahren des Gehirns (funktionelle Magnetresonanztomographie) und Verhaltensmessungen stützten. Die Teilnehmer wurden gebeten, mehrere Tests zu absolvieren, die aus einem motorischen Training und Syntaxübungen in Französisch bestanden. Dies ermöglichte es den Wissenschaftlern, die für jede Aufgabe spezifischen, aber auch für beide Aufgaben gemeinsamen Gehirnnetzwerke zu identifizieren.

Sie entdeckten zum ersten Mal, dass der Umgang mit dem Werkzeug und die Syntaxübungen die gleichen Gehirnareale aktivieren. Im zweiten Teil der Studie konnten sie auch belegen, dass ein motorisches Training das Verständnis komplexer Phrasen verbessert und umgekehrt: Übungen, die zum Verstehen von Sätzen mit komplexer Struktur beitrugen, verbesserten auch die motorischen Leistungen. Bei der Kontrollgruppe, die die gleichen sprachlichen Aufgaben erfüllten, jedoch kein motorisches Training erhielten, zeigten sich keine Verbesserungen.

Die Ergebnisse könnten klinisch angewendet werden, etwa um die Rehabilitation von Patienten zu unterstützen, die einen Teil ihrer Sprachkenntnisse verloren haben. Plus, die Erkenntnisse geben uns darüber hinaus auch einen Einblick in die Entwicklung der Sprache im Laufe der Geschichte. Als unsere Vorfahren begannen, Werkzeuge zu konstruieren und zu verwenden, veränderte diese Fähigkeit offenbar auch das Gehirn in einer Weise, die es ermöglichte, eine differenziertere Sprache zu entwickeln, meinen die ForscherInnen.

Referenz:
Université de Lyon
Tool use and language share syntactic processes and neural patterns in the basal ganglia, Science 2021; https://www.science.org/doi/10.1126/science.abe0874

#gehirn #motorik #sprache #rehabilitation #kognitiveleistung #syntax #gesundheit #medizin #medimpressions

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„Ein Schock“ – wenn blinde Kinder sehen lernen

In Entwicklungsländern ist der Graue Star (Katarakt) eine Hauptursache für Erblindung. Die Augenkrankheit ist teils angeboren, wird aber auch durch Unterernährung und schlechte Lebensbedingungen im Kindesalter ausgelöst. Grauer Star lässt sich operativ gut behandeln, indem die getrübte Linse durch eine Kunstlinse ersetzt wird, ist für Familien in Entwicklungsländern jedoch unerschwinglich.

Wie es Kindern in Äthiopien geht, die ihr Augenlicht nach vielen Jahren der Blindheit im Rahmen von Entwicklungshilfeprojekten zurückerhalten, hat eine deutsch-israelische Gemeinschaftsarbeit untersucht. Mitautorin Irene Senna hatte vor allem große Freude und Aufregung erwartet. Die Realität war anders: „Das helle Licht der Sonne ist für viele wie ein Schock. Außerdem müssen die frisch Operierten erst lernen, den visuellen Input richtig zu interpretieren und die neuen Signale ins richtige Verhältnis zu setzen mit der Welt, wie sie sie kennen“, meint sie.

Zu unterschiedlichen Zeitpunkten nach der Operation wurde auch erfasst, ob und in welchem Ausmaß sich die ProbandInnen auf den neu gewonnenen Sehsinn verlassen.
Das Ergebnis: Erst innerhalb von Wochen bis Monaten nach der OP hat sich bei der Kombination von Seh- und Tastinformation ein multisensorisches Gewichtungsverhalten ergeben, das dem von normalsehenden Kontrollpersonen ähnelte. Voraussetzung dafür war allerdings ein intensives Training. Dies belegt die enorme Plastizität des Gehirns, zeigt aber auch wie wichtig entsprechende Trainings- und Rehabilitationsmaßnahmen für die Verbesserung der therapeutischen Erfolgsaussichten sind. Wie ein solches Training bestmöglich gelingen könnte, untersucht nun eine Folgestudie.

Referenz:
Hebrew University of Jerusalem, Universität Ulm
Development of multisensory integration following prolonged early-onset visual deprivation, Current Biology 2021;
https://doi.org/10.1016/j.cub.2021.08.060

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Wie Darmbakterien Biomoleküle verschicken

Die Stoffwechselprodukte der Darmbakterien wirken in vielfältiger Weise: Sie trainieren etwa unsere Immunzellen, steuern Stoffwechselprozesse im Körper und tragen höchstwahrscheinlich zur Entstehung von neurologischen- oder Krebserkrankungen bei. Wie Bakterienstoffe jedoch in entfernte Organe wie der Leber oder das Gehirn gelangen, war bislang nicht geklärt. Vermutet wird, dass als Transportmittel kleine Kapseln (Membranbläschen oder Vesikel) verwendet werden, die mit bakteriellen Enzymen, Proteinen oder auch RNA-Erbmolekülen gefüllt sind.

Ein internationales Wissenschaftsteam hat jetzt an Mäusen untersucht, wie Bakterien ihre Stoffwechselprodukte in solchen Vesikeln verteilen. Dazu besiedelten die ForscherInnen den Darm von Mäusen mit E.-coli-Bakterien, die eine bestimmte Genschere produzierten (Cre) und diese über Vesikel in die Umgebung abgaben. Die Mäuse besaßen in Körperzellen ein Gen für ein rotes Leuchtprotein, das durch die Genschere aktiviert werden konnte (Cre/LoxP-System). So konnte das Ziel der Vesikel, die von einzelnen Zellen des Darms, der Leber, der Milz, des Herzens, der Nieren sowie von Immunzellen aufgenommen wurden, nachverfolgt werden. Sogar einzelne Nervenzellen des Gehirns leuchteten rot auf.
Die Fluoreszenzbilder wiesen auch darauf hin, dass die Vesikel wahrscheinlich über den Blutstrom im Körper verteilt werden.

Bioaktive Bakterienstoffe wurden auch von den Stammzellen der Darmschleimhaut aufgenommen, was bedeutet, dass Darmbakterien womöglich sogar dauerhaft die Eigenschaften der Darmschleimhaut verändern können. Der neue Ansatz könnte jetzt helfen, den Einfluss von Darmbakterien auf Krankheiten besser zu verstehen und die Entwicklung von neuartigen Verabreichungsformen von Medikamenten oder Impfstoffen zu fördern.

Referenz:
Universität Frankfurt, Universität Erlangen-Nürnberg, University of California
Visualizing transfer of microbial biomolecules by outer membrane vesicles in microbe-host-communication in vivo, J Extracell Vesicles 2021; https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/jev2.12159?af=R

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