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Ewing Sarkom: metastasierende Tumorzellen identifiziert

Schweizer Forschenden ist es gelungen, die gefährlichsten Zellen eines aggressiven Knochentumors (Ewing-Sarkom) zu identifizieren und zu charakterisieren. Dieser Krebs, der vor allem Kinder und junge Erwachsene betrifft, besitzt ein besonders hohes Metastasierungspotenzial.

Das Forschungsteam fand unter den Krebszellen ein speziell aktives Gen, von dem bekannt ist, dass es mit einer schlechten Prognose korreliert. Ist dieses Gen aktiv, steigt die Wahrscheinlichkeit, dass sich die Krebszellen im Körper verbreiten und sich Metastasen bilden.

In ihrer Untersuchung entnahmen sie Tumore von Betroffenen und kultivierten diese unter Laborbedingungen. Das Tumormodell (Organoid) ermöglichte es den Forschern, diesen Zellen ein Gen hinzuzufügen, so dass sie ein grün fluoreszierendes Protein produzieren. Metastasierende Krebszellen konnten auf diesem Weg von den Wissenschaftlern eindeutig identifiziert und verfolgt werden. Laut den Untersuchern ein Weg, der jetzt auch bei anderen Tumorarten eingesetzt werden könnte, um aggressive Tumore besser zu verstehen.

„Die Resultate sind ein erster Schritt zur Entwicklung gezielterer Behandlungen“, so Co-Autor Ivan Stamenkovic, Universitätsspital Lausanne (CHUV): „Die Identifizierung des Gens, das mit einem höheren Metastasierungsrisiko korreliert, eröffnet neue Wege für die Forschung: Es sollte möglich sein, das von diesem Gen codierte Protein mit der Behandlung gezielt anzugehen und diese besonders aggressiven Zellen zu eliminieren.“

Referenz:
CHUV, Lausanne
Pressemeldung Schweizerischer Nationalfond, SNF; 14.7.2021
A live single-cell state reporter assay links intra-tumor heterogeneity to metastatic proclivity in Ewing sarcoma, Science Advances 2021; https://advances.sciencemag.org/content/7/27/eabf9394

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Möglicher Durchbruch bei Zöliakie-Behandlung

Die Zöliakie ist eine der häufigsten entzündlichen Erkrankungen des Dünndarms. Bereits kleinste Mengen glutenhaltiger Nahrungsmittel (Getreide) lösen dabei Entzündungen der Dünndarmschleimhaut aus die auf Dauer zu einer Verkleinerung der Oberfläche der Darmschleimhaut führen. Dadurch können Betroffene weniger Nährstoffe aus der Nahrung aufnehmen. Die Erkrankung kann auch zu Komplikationen wie Blutarmut, Knochenschwund oder Wachstumsverzögerungen führen.

Eine neues Zöliakiemedikament, der Transglutaminase-Hemmer ZED1227, könnte das Leben der Betroffen künftig verbessern, zeigt eine eben veröffentlichte Studie. Der Enzymblocker verhindert die Veränderung von Gluten-Bruchstücken, die bei Zöliakiepatienten zur Entstehung von Antikörper (sogenannte TG2-Antikörper) und den genannten Entzündungsreaktionen führt.   

Untersucht wurde das Medikament an 160 Patienten und mehreren Studienorten in sieben europäischen Ländern. Die neue Substanz verhinderte in jeder Dosierung die glutenbedingte Entzündung und den Zottenschwund. Dabei erwies sich die höchste Dosierung als am wirksamsten. Darüber hinaus verbesserten sich mit jeder Dosierung des Medikaments die Zöliakie-typischen Symptome sowie die empfundene Lebensqualität.

Damit ist es das erste Zöliakie-Medikament, für das eine klinische Wirksamkeit belegt werden konnte. Experten gehen aber davon aus, dass sich Betroffene weiterhin weitgehend glutenfrei ernähren werden müssen. Das Medikament könnte aber zumindest das in manchen Lebensmitteln „versteckte“ Gluten neutralisieren und so zu einer Verminderung von Symptomen beitragen.

Referenz:
Universität Mainz, Duisburg-Essen, Jena, Berlin, München, Oslo University…
A Randomized Trial of a Transglutaminase 2 Inhibitor for Celiac Disease, N Engl J Med 2021;
https://www.nejm.org/doi/full/10.1056/NEJMoa2032441

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Ernährung Gastroenterologie Genetik Immunologie Onkologie Wissenschaft

Darmbakterien produzieren Anti-Tumormittel

Das Mikrobiom, eine Ansammlung von 100 Billionen Bakterien im Darm, soll an der Entstehung chronisch-entzündlicher Darmerkrankungen beteiligt sein, Diabetes auslösen und sogar neurologische Erkrankungen wie Multiple Sklerose und Parkinson beeinflussen. Seit gut 20 Jahren steht es daher auch im Mittelpunkt der Forschung, besonders, da sich viele Stoffwechselprodukte, die von den Darmbakterien produziert werden, auch auf das Immunsystem auswirken.

Jetzt ist Forschern der Universitäten Würzburg und Marburg erstmals der experimentelle Nachweis gelungen, dass bestimmte Stoffwechselprodukte in der Lage sind, die zytotoxische Aktivität bestimmter Immunzellen zu steigern und damit die Effizienz von Tumortherapien positiv zu beeinflussen. „Wir konnten zeigen, dass die kurzkettigen Fettsäuren Butyrat und insbesondere Pentanoat in der Lage sind, die zytotoxische Aktivität von CD8-T-Zellen zu steigern“, beschreibt Erstautor Maik Luu das zentrale Ergebnis der eben veröffentlichten Studie.

Die Aufgabe der sogenannten Killerzellen ist es, für den Organismus schädlich Zellen gezielt zu töten. Im Experiment steigerte eine Behandlung mit der Fettsäure Pentanoat die Fähigkeit von Tumor-spezifischen T-Zellen, solide Tumormodelle zu bekämpfen.
Derselbe Effekt konnte auch bei der Bekämpfung von Tumorzellen mit sogenannten CAR-T-Zellen beobachtet werden. Diese Zellen sind dank einer gentechnologischen Veränderung in der Lage, spezifische Ziel-Antigene auf der Tumoroberfläche zu erkennen und die Krebszellen zu vernichten. Die Hoffnungen gehen nun dahin, das Mikrobiom so zu beeinflussen, dass sie die Gen-Regulation von Zellen verändern um damit die Effizienz von Tumortherapien positiv beeinflussen können. Davon profitieren könnte insbesondere der Einsatz von CAR-T-Zellen gegen solide Tumore.

Referenz:
Universität Würzburg, Universität Marburg
Microbial short-chain fatty acids modulate CD8+ T cell responses and improve adoptive immunotherapy for cancer, Nature Communications 2021,  https://www.nature.com/articles/s41467-021-24331-1

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Leben Neurologie Neurowissenschaften Psychiatrie Psychologie Wissenschaft

Unser Gehirn reagiert auch auf „falsche“ Gesichter

Unser Gehirn reagiert emotional auf Gesichter, die wir in unbelebten Objekten finden, zeigt eine australische Studie. Ob in einer Wolke, dem Gully-Deckel oder auf einem gerösteten Sandwich: Gesichter in unbelebten Objekten zu sehen ist eine alltägliche Erfahrung und kein Symptom einer Psychose, wie früher angenommen.

Laut Forschern der Universität Sydney ist unser Gehirn nicht nur auf die Erkennung von Gesichtern getrimmt, sondern reagiert auf „fake faces“ auch emotional auf die gleiche Weise wie auf echte menschliche Gesichter. Sogenannte Gesichts-Pareidolien sind im menschlichen Gehirn evolutionär fest verdrahtet und falsche Gesichter werden auch unglaublich schnell erkannt. 

In einer Versuchsanordnung zeigten die Forscher Versuchsteilnehmern eine Reihe von Gesichtern – ein Durcheinander von echten Gesichtern und Pareidolie-Bildern – und ließen die Teilnehmer jeden Gesichtsausdruck auf einer Skala zwischen wütend bis glücklich bewerten. Das Ergebnis: unbelebte Objekte lösten einen ähnlichen emotionalen Priming-Effekt aus wie echte Gesichter. Und ebenso wie bei Fotos von echten Gesichtern zeigten diese einen Einfluss auf die Bewertung nachfolgender Bilder. Wird nämlich ein Bild als attraktiv oder der Gesichtsausdruck als glücklich eingeschätzt, wird auch das nachfolgende Bild als attraktiver bewertet. Dies war auch bei den Pareidolie-Bildern der Fall.

Die Ergebnisse der Studie könnten eventuell dazu beitragen, kognitive Störungen des Gehirns bei der Gesichtserkennung besser zu erklären. Etwa der Prosopagnosie, die es Betroffenen nicht erlaubt, Menschen anhand ihres Gesichts zu erkennen bzw. zu unterscheiden.

Referenz:
University of Sydney
A shared mechanism for facial expression in human faces and face pareidolia, Proceedings of the royal society B, 2021; https://royalsocietypublishing.org/doi/10.1098/rspb.2021.0966

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Dermatologie Genetik Geriatrie Wissenschaft

Hautelastizität beeinflusst deren Regenerierung

Sowohl alte als auch junge Hautstammzellen können Haut und Haarfollikel erneuern. Für die langsamere Erneuerung bei der gealterten Haut und ihrer Haarfollikel ist wahrscheinlich die geringere Elastizität des Hautgewebes, das die Stammzellen umgibt, verantwortlich, zeigen Untersuchungen eines internationalen Forschungsteams.

Älteres Gewebe wird steifer. Dadurch nimmt die Funktion der Hautstammzellen ab, so Erstautor Janis Köster zu den Erkenntnissen der Studie: „Es war spannend zu sehen, dass das Chromatin in gealterten Stammzellen weniger zugänglich ist – vor allem in der Umgebung von Genen, die für die Stammzellaktivierung und Zellerneuerung verantwortlich sind.“ Weitere Untersuchungen ergaben, dass diese verringerte Zugänglichkeit zu einer verringerten Reaktion der Stammzellen auf ein Regenerierungssignal führte, was die Erneuerung des Haarfollikels verzögerte.

Überraschenderweise zeigte sich im Tiermodell aber auch, dass gealterte Stammzellen ihre Funktion zurückgewinnen können, wenn sie auf ein jüngeres Gewebe gesetzt werden. Junges Bindegewebe förderte die Selbsterneuerung sowohl junger als auch alter Stammzellen, gealtertes Bindegewebe jedoch nicht. Das deutet darauf hin, dass in erster Linie die gealterte Mikroumgebung für die Alterung verantwortlich ist, nicht ein Defekt in den Stammzellen selbst. Die meisten Veränderungen betrafen demnach auch Bestandteile des Bindegewebes und speziell Proteine, die für die mechanischen Eigenschaften und die strukturelle Integrität der Haut wichtig sind.


Für die Zukunft ist es ein wichtiges Ziel zu verstehen, was diese vorklinischen Ergebnisse für die Stammzellenalterung und die Abnahme ihrer Funktionalität beim Menschen bedeuten“, so die Forscher, denn damit eröffnen sich neue therapeutische Möglichkeiten.

Referenz:
Universität Köln, Universität Helsinki
Niche stiffening compromises hair follicle stem cell potential during ageing by reducing bivalent promoter accessibility; Nature Cell Biology 2021; https://www.nature.com/articles/s41556-021-00705-x

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Allgemeinmedizin Leben Umwelt Wissenschaft

Bei welcher Temperatur wird das Wetter zum Problem?

Wenn die extreme Hitze häufiger wird und die Temperatur über eine längere Dauer auf hohem Niveau bleibt, steigt der physiologische Stress bei Menschen, Tieren und Pflanzen. An der Technischen Universität München wurde nun untersucht, welche Temperaturen von Menschen, Nutztieren und landwirtschaftlichen Nutzpflanzen bevorzugt werden und ab wann sie schädliche Auswirkungen zeigen. Das Ergebnis: Mensch, Tier und sogar Pflanzen bevorzugen einen ähnlichen Wohlfühltemperaturbereich: dieser liegt zwischen 17 und 24 Grad Celsius. 

Bei hoher Luftfeuchtigkeit beginnt eine leichte Hitzebelastung für den Menschen bei etwa 23 Grad Celsius und bei niedriger Luftfeuchtigkeit bei 27 Grad Celsius. „Sind Menschen längere Zeit Temperaturen über 32 Grad Celsius bei extrem hoher Luftfeuchtigkeit oder über 45 Grad Celsius bei extrem niedriger Luftfeuchtigkeit ausgesetzt, kann das tödlich sein“, so Studienleiter Senthold Asseng.  

Bei Rindern und Schweinen treten Hitzebelastungen bei 24 Grad Celsius bei hoher Luftfeuchtigkeit und bei 29 Grad Celsius bei niedriger Luftfeuchtigkeit auf. Die Milchleistung bei Kühen kann bei Hitzebelastung um 10 – 20 Prozent sinken und auch die Mastleistung von Schweinen reduziert sich. Hühner erfahren eine leichte Hitzebelastung bei 30 Grad Celsius, ab 37 Grad geht die Legerate zurück. Insgesamt führt Hitzestress bei allen Nutztieren zu einem verringerten Wachstum. c

Asseng: „Bis zum Ende des Jahrhunderts könnten 45 – 70 Prozent der globalen Landfläche von Klimabedingungen betroffen sein, bei denen der Mensch ohne technische Hilfen, wie etwa Klimaanlagen, nicht mehr überleben kann. Derzeit sind es 12 Prozent. Das bedeutet, dass in Zukunft 44 bis 75 Prozent der menschlichen Bevölkerung chronisch durch Hitze gestresst sein werden. Eine ähnliche Zunahme der Hitzebelastung ist für Vieh, Geflügel, Nutzpflanzen und andere lebende Organismen zu erwarten.

Referenz:
TU München
The upper temperature thresholds of life, The Lancet Planetary Health, June 2021, https://doi.org/10.1016/S2542-5196(21)00079-6

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Allgemeinmedizin Pädiatrie Wissenschaft

mRNA-Impfstoff nicht in Muttermilch nachweisbar

Corona-Impfungen für stillende Frauen, die einen mRNA-Impfstoff erhalten hatten, sind nach Einschätzung von US-Experten in Hinblick auf die Muttermilch unproblematisch. Wegen der Immunisierung sollten Mütter nicht aufhören zu stillen, schreibt das Forschungseam der University of California San Francisco im Fachblatt „JAMA Pediatrics“.

In der relativ kleinen Studie hatten fünf Probandinnen den mRNA-Impfstoff von BioNTech/Pfizer und zwei den von Moderna erhalten. Die untersuchten Proben wurden vor der Impfung sowie zwischen vier und 48 Stunden danach entnommen. In keiner der Proben konnte mRNA aus dem Impfstoff nachgewiesen werden. Eine Übertragung auf den Säugling ist daher relativ unwahrscheinlich, schließen die Forscher.

Referenz:
University of California, San Francisco
Science APA, Pressemeldung 6.7.2021; https://science.apa.at/power-search/15566569007076392639
Evaluation of Messenger RNA From COVID-19 BTN162b2 and mRNA-1273 Vaccines in Human Milk, JAMA Pediatrics 2021; https://jamanetwork.com/journals/jamapediatrics/fullarticle/2781679

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Neurologie Neurowissenschaften Psychiatrie Wissenschaft

Gefahr oder nicht – Wer legt den Gehirn-Schalter um?

Machen wir eine schlechte Erfahrung, können sogar wenig bedrohliche Phänomene uns auf einmal Angst einflößen. Wenn nichts Bedrohliches mehr passiert, können wir jedoch lernen, uns nicht mehr zu fürchten (Extinktion). Funktioniert dieser Mechanismus nicht richtig, kann dies zu psychischen Störungen führen.

Welche Nervenzellen im Gehirn am Schutzmechanismus beteiligt sind und wie sie den Angst-Schalter umlegen, hat ein internationales Forschungsteam im Mausmodell dokumentiert. Im Fokus stehen dabei die sogenannten Interkalierten Zellen. Diese liegen in mehreren Clustern um die Amygdala, eine Gehirnregion, die Furcht- und emotionales Verhalten steuert. Nun wurde gezeigt, dass ein spezifisches Cluster dieser Zellen aktiv wird, wenn die Mäuse eine Furchtreaktion auf ein Geräusch zeigen. Lernen sie, sich nicht mehr zu fürchten, wird ein anderes Cluster aktiv. Diese Cluster hemmen sich gegenseitig und aus diesem Tauziehen geht jeweils ein Cluster als Gewinner hervor der über seine spezifischen Verbindungen zu nachgeschalteten Nervenzellen das Furchtverhalten steuert.

Die Besonderheit der Zellen besteht auch darin, dass Sie starke Verbindungen aus einem Gehirngebiet erhalten, das mit Lernen und Gedächtnis im Zusammenhang steht, dem dopaminergen Mittelhirn. Dopamin reguliert auch die Aktivität zwischen Interkalierten Zellclustern. Zum Erstaunen der Forscher zeigte sich, dass auch andere Botenstoffe eine Rolle spielen und sich der Effekt beim Extinktionslernen verändert: Das Zellcluster, das bei Furcht aktiv ist, wird stärker durch GABA gehemmt und zusätzlich wird seine Hemmung auf das bei Extinktion aktive Cluster durch Dopamin verringert.

Referenz:
Universität Stuttgart, Universität Innsbruck, Uni Basel…
Intercalated amygdala clusters orchestrate a switch in fear state, Nature 2021; https://www.nature.com/articles/s41586-021-03593-1
Midbrain dopaminergic inputs gate amygdala intercalated cell clusters by distinct and cooperative mechanisms in male mice, eLife 2021; https://elifesciences.org/articles/63708

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Chirurgie Interne Medizin Kardiologie Wissenschaft

Herzklappenfehler: Das unterschätzte Risiko

Bei der Mitralklappeninsuffizienz ist die Herzklappe zwischen der linken Vorkammer und der linken Hauptkammer undicht, so dass es zum Rückfluss von Blut kommt. Typische Symptome sind ein zunehmender Leistungsabfall, vermehrte Atemnot bei körperlicher Belastung und Wassereinlagerungen in der Lunge und in den Beinen. Oft steht die Mitralklappeninsuffizienz auch mit Herzrhythmusstörungen wie dem Vorhofflimmern in Zusammenhang.

Besonders gefährlich und besonders häufig ist die Erkrankung bei PatientInnen mit einer chronischen Herzschwäche. Das zeigen aktuelle Studienergebnisse der Universitätsklinik für Innere Medizin II, Wien. Die Daten ergeben, dass die Mitralklappeninsuffizienz bei PatientInnen mit chronischer Herzschwäche viel häufiger als bisher angenommen auftritt und dass sich diese besonders ungünstig auf die Langzeitprognose der PatientInnen auswirkt. „Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Mitralklappeninsuffizienz nicht als vorangeschrittene Herzschwäche, sondern als eigene Erkrankung interpretiert und behandelt werden sollte“, so Philipp Bartko von der MedUni Wien.

Dass die Mitralklappeninsuffizienz bisher selten als eigene Erkrankung behandelt wurde, hängt mit den Therapieoptionen zusammen. Bis vor wenigen Jahren war die einzige Behandlungsmöglichkeit einer Mitralklappeninsuffizienz die offene Herzoperation. Nun stehen neue schonendere Therapiemöglichkeiten (Katheter gestützte Verfahren) zur Verfügung, die auch jenen PatientInnen eine Behandlung ermöglichen, deren Herzklappenerkrankung zuvor nicht oder nur mit erhöhtem Risiko behandelbar war. Bei den minimalinvasiven Eingriffen wird die Herzklappe über ein Leistengefäß repariert und die PatientInnen können meist bereits am Folgetag nach Hause entlassen werden.

Referenz:
MedUni Wien
Burden, Treatment Utilisation and Outcome in Secondary Mitral Regurgitation – an observational cohort study across the spectrum of heart failure, BMJ 2021; https://www.bmj.com/content/373/bmj.n1421

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Zur Lebensqualität von Krebs-Langzeitüberlebenden

Als „Cancer Survivors“ werden nach gängiger Definition alle Personen mit und nach einer Krebsdiagnose bezeichnet, unabhängig davon, ob die Krankheit noch aktiv ist oder nicht. Liegt die Diagnose länger als fünf Jahre zurück, spricht man von Langzeitüberlebenden. Wie es diesen Menschen im Vergleich zu Altersgenossen, die nie eine Krebserkrankung durchgemacht haben, geht, wurde nun an 2700 Krebs-Langzeitüberlebenden untersucht. Die Teilnehmer waren 14-28 Jahre zuvor an Brust-, Darm- oder Prostatakrebs erkrankt.

Fazit: Über ein Jahrzehnt nach ihrer Diagnose bewerteten die Langzeitüberlebenden ihre gesundheitsbezogene Lebensqualität bzw. ihren Gesundheitsstatus sogar etwas besser als Menschen der Kontrollgruppe. Diese positivere Einschätzung wurde vor allem von männlichen Studienteilnehmern, von Teilnehmern älter als 70 Jahre und von Personen ohne aktive Krebserkrankung geteilt.

Im Hinblick auf ihre eigene Leistungsfähigkeit in verschiedenen Lebensbereichen beklagten Langzeitüberlebende jedoch mehr Einschränkungen in den sozialen Kontakten als die Kontrollgruppe. Dies betraf vor allem Studienteilnehmer mit aktiver Erkrankung, was sich durch die psychischen Belastungen eines Krebsrückfalls und den damit einhergehenden Therapien erklären lässt. Was die körperlichen Beeinträchtigungen betrifft, so litten mehr Langzeitüberlebende als Kontrollen unter Durchfällen und Verstopfung – unabhängig davon, an welcher Krebsart sie erkrankt waren. Frauen klagten häufiger über Fatigue, Schlaflosigkeit, Kurzatmigkeit oder Appetitverlust als Frauen ohne Krebs. Bei den langzeitüberlebenden Männern standen dagegen häufig finanzielle Probleme im Vordergrund, insbesondere, wenn ihre Erkrankung noch aktiv war und wenn sie im erwerbsfähigen Alter waren.

Referenz:
DKFZ Heidelberg
Health-Related Quality of Life in Very Long-Term Cancer Survivors 14 – 24 Years Post-Diagnosis Compared to Population Controls: A Population-Based Study,
Cancers 2021, https://www.mdpi.com/2072-6694/13/11/2754

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