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Genetik Immunologie Wissenschaft

Rätselhafte Immunzellen… bleiben rätselhaft

Bislang wurde den sogenannten doppelt negativen T-Zellen (DNT) in der Forschung nur wenig Beachtung geschenkt. Sie waren vor allem von Patienten mit Autoimmun-Lymphoproliferativem Syndrom (ALPS) bekannt. Bei dieser Erkrankung verhindert ein genetischer Fehler, dass T-Zellen ein sogenanntes Todessignal erhalten und absterben. „Es wurde vermutet, dass es sich bei DNT-Zellen um normale T-Zellen handelt, die gewisse Zell-Marker verloren haben. Sie schienen aufgrund des gestörten Signalwegs bei ALPS-Patienten den richtigen Zeitpunkt für ihren planmäßigen Zelltod zu verpassen und sich in den Lymphknoten anzusammeln, bis diese tumorartig anschwellen“, erläutert Dr. Anne Rensing-Ehl, Universitätsklinikum Freiburg. 

Mittels aufwändiger Analysen konnte nun jedoch nachgewiesen werden, dass es sich bei DNT-Zellen entgegen der bisherigen Annahme um eine eigene Form aktiver, stark wachsender Zellen handelt, die sich vermutlich nicht an üblichen Immunantworten gegen Infektionen beteiligen. In kleinen Mengen werden sie bereits in Neugeborenen gebildet und vom Zelltod induzierenden Molekül FAS in Schach gehalten. Wird dieses Molekül fehlerhaft gebildet, kommt es zur ALPS-Erkrankung mit stark anschwellenden Lymphknoten. „Unsere neuen Kenntnisse der aktiven Signalwege und des tumorähnlichen Stoffwechsels der DNT-Zellen liefern wichtige Ansatzpunkte für die zielgerichtete Therapie von ALPS-Patienten“, sagt Rensing-Ehl. 

Jetzt wollen die Forscher noch genauer untersuchen, warum der menschliche Körper diese sich übermäßig vermehrenden T-Zellen bildet, um sie dann aber rasch wieder in den Zelltod zu schicken. „Die scheinbar funktionslosen DNT-Zellen geben uns noch einige Rätsel auf, von denen wir uns weitere Einblicke in die Funktionsweise des Immunsystems erhoffen“, so Rensing-Ehl.

Referenzen:
Universitätsklinikum Freiburg; A distinct CD38+CD45RA+ population of CD4+, CD8+ and double-negative T cells is controlled by FAS; J Exp Med. 2020 Nov 10;218(2); Epub ahead of print; https://doi.org/10.1084/jem.20192191

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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

#gesundheitsdaten #forschung #innovation #molekulargenetik #datenaustausch #vernetzung #genomforschung #genetik #medizin #medimpressions

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Onkologie Wissenschaft

Strahlentherapie: Gene beeinflussen Wirksamkeit

Eines der grossen Rätsel der Krebsforschung ist, wieso bestimmte Patienten auf eine Strahlentherapie besser ansprechen als andere. Wissenschaftler der Universität Bern haben nun in enger Zusammenarbeit mit dem niederländischen Krebsforschungszentrum in Amsterdam entdeckt, welche Gene hierfür eine wichtige Rolle spielen. Daraus ergeben sich neue Erkenntnisse für die Krebsbehandlung.

„Wir hoffen, dass unserer Erkenntnisse dazu beitragen die Aussichten auf Erfolg einer Strahlentherapie besser vorherzuzsagen, zudem können die Ergebnisse dazu verwendet werden, neue Medikamente zu entwickeln, welche die Effizienz der Radiotherapie verbessern könnten“, so Prof. Sven Rottenberg, Universität Bern.

Das Team um Rottenberg untersuchte mittels genetischen Screenings die Selbstreparatur von Krebszellen. Dabei stiessen sie auf entscheidende Schwachstellen: Wenn bestimmte Reparatur-Gene in Krebszellen fehlen, sind diese unfähig, sich nach der Bestrahlung selber zu reparieren. Dies konnten die Forschenden im Tiermodell und in menschlichen Zellen nachweisen. Wenn diese Gene fehlen, besteht somit eine gute Chance, dass die Strahlentherapie erfolgreich sein wird. Rottenberg: „Unsere Erkenntnisse zeigen, wie wichtig eine personalisierte Krebstherapie ist, welche die genetische Prädisposition der Betroffenen berücksichtigt.“

Referenzen:

Universität Bern; Cancer Institute Amsterdam

Functional radiogenetic profiling implicates ERCC6L2 in non-homologous end joining; Cell Reports, 25.8.2020; https://www.cell.com/cell-reports/fulltext/S2211-1247(20)31053-6

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Biotechnologie Diagnostik Genetik Onkologie Wissenschaft

Bluttest erkennt Krebs Jahre vor Diagnose

Ein internationales Forscherteam hat einen Bluttest entwickelt, mit dem bereits bis zu vier Jahre bevor eine Krebserkrankung mit aktuellen Methoden diagnostiziert werden kann, festgestellt werden kann, ob eine Person eine von fünf häufigen Krebsarten (Magen-, Speiseröhren-, Darm-, Lungen- oder Leberkrebs) hat. Der als PanSeer bezeichnete Test entdeckte Krebs in 88% der Proben von Personen, die bei der Probenentnahme noch asymptomatisch waren und die ihre Krebsdiagnose erst Jahre später erhielten.

Das Forscherteam rund um den Biotechnologen Kun Zhang von der University of California in San Diego nutzte dazu künstliche Intelligenz um im Blut nach krebstypischen Erbgutsequenzen und eigenetischen Markierungen (Methylierungsmuster) zu suchen. Analysiert wurden Daten, die im Rahmen einer großen chinesischen Langzeitstudie (Taizhou Longitudinal Study) verwendet wurden.

Die Forscher betonen auch, dass der Test noch nicht in der Lage ist, genau vorherzusagen, welche Patienten später an Krebs erkranken werden (die Spezifität des Tests betrug 96%, das heisst, vier Prozent der Proben waren falsch positiv.) Zum derzeitigen Zeitpunkt eignet sich der Test deshalb noch nicht für eine routinemässige Blutuntersuchung. Der Ansatz ist nur dazu geeignet, Patienten zu identifizieren, die bereits Tumoren entwickelt haben, die mit heutigen Nachweismethoden unentdeckt bleiben. Hilfreich ist der Test damit besonders für Menschen, die etwa erblich bedingt ein hohes Krebsrisiko aufweisen.

Referenzen:
University of California, San Diego; Fudan University, Shanghai; UC San Diego Jacobs School of Engineering
Chen X et al.: Non-invasive early detection of cancer four years before conventional diagnosis using a blood test, Nature Communications 2020, published 21. July;
DOI https://doi.org/10.1038/s41467-020-17316-z

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Ernährung Genetik Leben Psychologie Wissenschaft

Gene beeinflussen Essverhalten

Inwiefern Essgewohnheiten erlernt werden und welchen Einfluss genetische Prädispositionen auf das Körpergewicht haben, wurde anhand des Datenmaterials aus einer laufenden finnischen Kohortenstudie mit Zwillingen analysiert.

Es stellte sich heraus, dass genetische Risikofaktoren das Gewicht beeinflussen, indem sie das Essverhalten steuern. Das gilt insbesondere für das Verhaltensmuster „Snacking“, das sich durch ein „Überessen“ bzw. „nicht aufhören können“ charakterisiert, sowie dem Naschen zwischen den Mahlzeiten und auch abends. Menschen mit entsprechender genetischer Veranlagung haben es daher deutlich schwerer haben, ihr Gewicht zu halten als jene ohne Prädisposition.

„Diese Ergebnisse sollen nicht entmutigen, sondern aufzeigen, warum es manche Menschen schwerer haben ihr Gewicht zu halten als andere. Keinesfalls sind Gene aber deterministisch. Unsere Gene haben sich über Generationen hinweg kaum bis gar nicht verändert, und dennoch gibt es in Europa immer mehr Menschen mit Übergewicht und Adipositas. Mit einer ausgewogenen Ernährung, körperlicher Bewegung sowie mit ausreichend Schlaf kann man gegen die Genetik ankämpfen. Es gibt Studien, die zeigen, dass Schlafmangel zu hormonellen Veränderungen führt, die den Appetit anregen“, so Ernährungsepidemiologin Leonie-Helen Bogl von der MedUni Wien.

Referenzen:
Medizinische Universität Wien Pressemitteilung , University of Helsinki
American Journal of Clinical Nutrition. Published: 20 July 2020
DOI: https://doi.org/10.1093/ajcn/nqaa181

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Genetik Onkologie Therapie Wissenschaft

Immunzellen gezielt gegen Krebszellen scharf machen

Forscher der St. Anna Kinderkrebsforschung in Wien entwickelten ein molekulares Einschaltsystem (Molecular on switch), um gentechnisch veränderte Immunzellen (CAR-T-Zellen) kontrolliert gegen Krebszellen scharf zu machen. Erst durch die Zugabe der an sich wirkungslosen und unschädlichen Substanz „A1120“ können die präparierten Immunzellen die Krebszellen gezielt angreifen.

CAR-T-Zellen die gegen Krebszellen eingesetzt werden, führen im Idealfall zu einer heftigen und lang anhaltenden Immunreaktion, aber auch häufig zu starken Nebenwirkungen wie neurologischen Problemen, Fehlfunktionen der Organe und überschießenden Immunsystem-Aktivitäten führen. Durch das gesteuerte Anschalten der Immunzellen könne man nun diverse Therapeutika sicher pharmakologisch regulieren.

Referenz:

PNAS www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1911154117

St. Anna Kinderkrebsforschung

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Genetik Onkologie Wissenschaft

Was Krebszellen resistent macht

Ein großes Problem in der Krebstherapie ist die Resistenz gegenüber chemotherapeutischen Maßnahmen. Ein internationales Team um die Biochemiker Robert Ahrends von der Universität Wien und Jan Medenbach von der Universität Regensburg hat nun Chemo-Resistenzen als Folge einer speziellen zellulären Stressreaktion identifiziert, die bei den Krebszellen durch ungefaltete Proteine“ ausgelöst wird und Veränderungen im zellulären Stoffwechsel nach sich zieht. Den neuen Mechanismus stellen die Forscher nun in „Nature Communications“ vor.

Um die Unfolded Protein Response (UPR) molekularbiologisch genau zu erfassen, wendeten die Forscher modernste analytische Methoden in Rahmen eines Multiomics-Ansatzes an – also die Kombination von großen Datensätzen aus der Genetik, Protein- und-Stoffwechselforschung. Dabei wurden Moleküle erfasst, die zuvor noch nicht mit der zellulären Stress-Antwort in Verbindung gebracht wurden.

Die Regulation dieser Gene führte etwa zu einem veränderten Folsäure-abhängigen Ein- Kohlenstoff-Metabolismus und darüber hinausgehend zu einer vollständige Resistenz der Zellen gegenüber Chemotherapeutika, die diesen Stoffwechselweg angreifen. Die neue Erkenntnis könnte zu verbesserten Konzepten der Überwindung von Resistenzen in der Krebstherapie führen.

Referenz:
Universität Wien
Pressemitteilung, 10. Juni;
https://news.univie.ac.at/presse/aktuelle-pressemeldungen/detailansicht/artikel/wie-krebszellen-unter-stress-chemo-resistenzen- entwickeln/

Universität Regensburg

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Genetik Neurologie Wissenschaft

Gene beeinflussen Anfälligkeit für PTBS

Die Expression bestimmter Gene kann die Anfälligkeit für eine posttraumatische Belastungsstörung (PTBS, PTSD) beeinflussen.
Die Identifizierung genetischer Grundlagen der PTBS könnte helfen zu verstehen, warum Menschen unterschiedlich auf traumatische Erlebnisse reagieren und dazu beitragen, neue Behandlungen zu entwicklen.

Amerikanische Forscher untersuchten nun Genexpressionsprofile von 195.684 Personen mit und ohne Belastungsstörung und konnten tatsächlich zwei Gene identifizieren, die offenbar mit der Erkrankung in Verbindung stehen. Personen mit PTBS neigten dazu, eine geringere Expression eines Gens namens SNRNP35 im Gehirn zu haben, dafür eine höhere Expression eines Gens namens ZNF140 im Blut. Ersteres steht in Verbindung mit der Stressverarbeitung, das zweite Gen beeinflusst die Immunantwort des Körpers. Sie konnten auch nachweisen, dass die Gabe einer hohen Dosis eines Stresshormons an Mäuse die Expression des SNRNP35-Gens im Gehirn verringert.

Referenz:
McLean Hospital
Huckins, L.M., et al. (2020); Cell Reports. doi.org/10.1016/j.celrep.2020.107716
https://www.sciencedirect.com/…/artic…/pii/S2211124720306938

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Genetik Wissenschaft

Wissenschaftler entdecken Gen, das schlank hält

Ein internationales Forscherteam unter Beteiligung des IMBA – Institut für Molekulare Biotechnologie der Österreichischen Akademie der Wissenschaften – berichtet über die Entdeckung eines Gens (ALK), das an der Gewichtsregulierung maßgeblich beteiligt ist.

In der Studie untersuchten die Forscher die Erbgutdaten von über 47.000 Menschen und fanden dabei heraus, dass bei schlanken Menschen gehäuft eine ALK-Mutation auftrat. Um ihre Hypothese zu testen, dass ALK an der Gewichtsregulierung beteiligt ist, legten die Forscher das ALK-Gen bei Fruchtfliegen und Mäusen lahm. Es zeigte sich, dass beim Ausschalten des Genabschnitts die Blutfettwerte trotz zuckerreicher Kost niedrig blieben. Bei den Mäusen zeigte sich zudem, dass der Fettanteil sogar nochmals geringer war, wenn sie fettreiche Ernährung bekamen und sich gleich viel bewegten wie die Mäuse in der Vergleichsgruppe. Die Forscher kamen zum Ergebnis, dass die Blockierung des ALK-Gens im Hypothalamus den Energieverbrauch des Fettgewebes „anheizt“ und die Tiere trotz fettreicher Ernährung schlanker blieben.

Diese Erkenntnisse könnten zu neuen Therapieansätzen zur Vorbeugung von Übergewicht führen, allerdings wird in weiteren Studien untersucht werden müssen, ob diese auch auf den Menschen übertragbar sind.

Referenzen:
Cell, May 21, 2020, DOI: 10.1016 / j.cell.2020.04.034
https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(20)30497-9
Institute of Molecular Biotechnology
https://www.imba.oeaw.ac.at/…/scientists-discover-a-gene-t…/

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Gynäkologie Onkologie Wissenschaft

Neues Brustkrebsgen bei jungen Frauen entdeckt

Dänische Forscher haben ein neues Kapitel in der Forschung aufgeschlagen und erweitern unser Verständnis der erblichen Gene, die der Entwicklung von Brustkrebs zugrunde liegen, um wichtige Erkenntnisse. Sie haben das RBBP8-Gen lokalisiert und seine Funktionen als einen entscheidenden Faktor für die Entwicklung von Brustkrebs bei sehr jungen Frauen beschrieben.

RBBP8 schützt normalerweise die Zellen vor einer Schädigung des Genoms. In der Studie konnte gezeigt werden, dass eine verminderte RBBP8-Funktion zu Krebs führen kann. Die Mutationen in RBBP8 könnten erklären, warum einige sehr junge Frauen an Brustkrebs erkranken, bei denen keine BRCA1- oder BRCA2-Gen-Mutationen vorliegen.

Weitere Studien sind erforderlich, um das Mutationsrisiko genauer zu erforschen. Die Forscher erhoffen sich, dass diese Studie die Grundlage für die Entdeckung weiterer genetischer Prädispositionen für Brustkrebs bildet und mit langfristigen Studien ein weiterer Beitrag zur Früherkennung, Diagnose und Behandlung von Krebspatienten geleistet werden kann.

Referenzen:
JCI The Journal of Clinical Investigation, May 7, 2020
https://www.jci.org/articles/view/127521
Universität Kopenhagen
https://healthsciences.ku.dk/…/danish-researchers-find-new…/

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