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„Bakterienfressende“ Viren gegen multiresistente Keime

Bakteriophagen sind spezielle Viren, die ausschließlich Bakterien angreifen und deshalb eine Alternative zu Antibiotika darstellen können. Ein Team aus österreichischen, deutschen und schweizerischen Forschern konnte nun erstmals zeigen, dass gezielt herangezüchtete Phagen deutlich besser gegen multiresistente Keime wirken als bekannte Wildtypen (die ursprüngliche Form der Bakterien). 

Eine Therapie mit „bakterienfressenden“ Viren gilt schon seit einiger Zeit als aussichtsreiche Option zur Therapie von schwer zu behandelnden Infektionen mit multiresistenten Bakterien. Sie wirken viel gezielter auf die krankheitsverursachende Bakterienspezies und können typische Resistenzmechanismen von Bakterien umgehen. Die gezüchteten Phagen sind aber derart exakt an ihr Wirtsbakterium angepasst, dass selbst eng verwandte Stämme der gleichen Bakterienart nicht mehr von ihnen angegriffen werden und sie dadurch nur eine geringe Gesamtwirkung zeigen. Mischt man diese mit natürlich vorkommenden Phagen, wirkt die Mixtur zwar besser, aber im besten Fallt oft nur bei der Hälfte aller Zielbakterien.

Ein österreichisches Unternehmen kreuzte nun verschiedene Phagen und selektierte diejenigen, die ein möglichst breites Spektrum an Bakterienstämmen angreifen konnten. Eine Mischung der so gezüchteten Phagen wurde nun an 110 Staphylokokken-Stämmen getestet (43 Prozent von ihnen waren bereits multiresistente MRSA-Varianten).
Das Resultat nach der Behandlung mit den gezüchteten Phagen: Bei 101 der 110 Bakterienstämme wurde das Wachstum erfolgreich unterbunden. Damit könnte die neue Therapie bei manchen Krankheitsbildern als ernsthafte Alternative zur antibiotischen Behandlung von MRSA-Infektionen in Betracht gezogen werden, meinen die Forscher.

Referenz:
Friedrich-Schiller-Universität Jena, Université de Lausanne, Universität Dresden
ε2-Phages Are Naturally Bred and Have a Vastly Improved Host Range in Staphylococcus aureus over Wild Type Phages. Pharmaceuticals 2021;  https://www.mdpi.com/1424-8247/14/4/325

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Das Blutbild ist so individuell wie ein Fingerabdruck

Die Zusammensetzung der Moleküle in unserem Blut ist einzigartig, vergleichbar zu einem Fingerabdruck eines Menschen. Verändert sich jedoch der Mix der Moleküle im Organismus könnte dies ein Hinweis darauf sein, dass er erkrankt ist. Voraussetzung einer solchen Diagnose ist es aber, vorab zu wissen, ob der so genannte „molekulare Fingerabdruck“ eines Menschen im gesunden Zustand zuvor über längere Zeit stabil war.

Eine solche Langzeitstabilität bei gesunden Personen hat nun ein deutsches Forscherteam anhand von Fourier-Transform Infrarotmessungen (FTIR) nachgewiesen. Die Forscher zeigten, dass die molekulare Zusammensetzung im Blut einzelner gesunder Personen über mehrere Monate stabil war und sogar individuell zugeordnet werden konnte. „Diese bisher unbekannte zeitliche Stabilität einzelner biochemischer Fingerabdrücke bildet die Grundlage für künftige Anwendungen des blutbasierten Infrarot-Spektral-Fingerabdrucks als verlässliche Art der Gesundheitsüberwachung,“ freut sich das Team „Broadband Infrared Diagnostics“ (BIRD) um die Biologin Mihaela Žigman, LMU München.

Fourier-Transform Infrarotmessungen, die mit konventionellem Licht arbeiten, könnten künftig von Infrarotlaser-basierten Messungen abgelöst werden. Diese Art der Analyse von Molekülen im Blut wäre aufgrund der enormen Stärke des Laserlichts noch exakter als die bisher verwendete FTIR-Methode und könnte auch ganz geringe Mengen von spezifischen Molekülen nachweisen. An entsprechenden Lasertechnologien wird bereits gearbeitet.
Damit besteht die Möglichkeit von wiederholten, minimal-invasiven Messungen von blutbasierten Infrarot-Fingerabdrücken zur zukünftigen Überwachung des menschlichen Gesundheitszustands und damit zur Früherkennung von Krankheiten.

Referenz:
Ludwig-Maximilians-Universität München, Max-Planck-Institut (MPQ)
Stability of person-specific blood-based infrared molecular fingerprints opens up prospects for health monitoring, Nature Communications 2021; https://www.nature.com/articles/s41467-021-21668-5

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Anthropologie Psychologie Wissenschaft

Social Media liegt in unseren Genen

Freunde und soziale Netzwerke haben den Menschen innovativ und erfolgreich gemacht, sagt Andrea Migliano von der Universität Zürich. Die Anthropologin erforscht traditionelle Gesellschaften, die ähnlich leben wie unsere Vorfahren vor über zehntausend Jahren. Aktuell das Leben der Agta, Jäger und Sammler, die im Dschungel der philippinischen Insel Luzon beheimatet sind.

Um zu überleben, teilen die Agta nicht nur Nahrungsmittel und Dinge, sondern auch ihr Wissen. Nicht über elektronischen Speichersysteme wie wir, sondern indem sie ihr Wissen in Geschichten verpacken. Wichtig für den Wissensaustausch sind auch Besuche, die Mitglieder einer Gruppe anderen Agta-Camps abstatten. „Diese Visiten sind die sozialen Medien der Jäger und Sammler,“ so Migliano, „Dieser Austausch von Knowhow ist die Grundlage für Innovationen, auf denen die kumulative Kultur beruht.“

Diese Fähigkeit zur Innovation unterscheidet uns Menschen deutlich von unseren nächsten evolutionsgeschichtlichen Verwandten – Schimpansen sind nicht sonderlich innovativ und sie betreiben kein Networking. Migliano geht deshalb davon aus, dass gerade soziale Strukturen, die wie bei den Agta aus kleinen miteinander vernetzten Gemeinschaften bestehen, die kulturelle Entwicklung möglich gemacht haben.

Besonders wichtig für Informations- und Innovationsnetzwerke sind Freundschaften. Freunde sind das Schmiermittel für den Wissenstransfer und beflügeln das Wissen von Neuem. Nicht nur im philippinischen Dschungel, wo Freundschaften schon früh in Spielgruppen von Gleichaltrigen geknüpft werden, aber auch bei uns in den Städten der Spätmoderne. Heute ermöglichen soziale Medien wie Facebook oder Twitter, Informationen in individuellen Netzwerken unter „Freunden“ auszutauschen. Und Online-Crowds schließen das Knowhow von unzähligen Menschen zusammen, um bestimmte Aufgaben zu lösen.

Referenz
Universität Zürich
Pressemeldung UZH Zürich 3.2.2021; Social Media der Jäger und Sammler; https://www.news.uzh.ch/de/articles/2021/social-media-der-jaeger-und-sammler.html

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Geriatrie Ophthalmologie Wissenschaft

Zellverjüngung stellt Sehkraft wieder her

Wissenschaftler haben womöglich einen Durchbruch bei der Behandlung von Alterskrankheiten erzielt: Durch eine Zellverjüngung konnten sie das Sehvermögen von Mäusen wiederherstellen – eine Therapie, die bei Menschen bei der Augenkrankheit Grüner Star und anderen altersbedingten Krankheiten, eventuell sogar gegen die Demenz, eingesetzt werden könnte.

Das Verfahren bietet die Möglichkeit, die Zeit auf zellulärer Ebene effektiv zurückzudrehen und den Zellen dabei zu helfen, die Fähigkeit zur Heilung von Schäden wiederzuerlangen nachdem diese durch die Alterung rapide abgenommen haben.

Die Forscher modifizierten deshalb einen Prozess, der eine bestimmte Art von Stammzellen herstellt. Diese Zellen entstehen durch einen Cocktail aus vier Proteinen, die bei der Neuprogrammierung einer Zelle helfen. Um die Zellen in einen jugendlichen Zustand zurückzuversetzen, injizierten sie Mäusen mit einer Sehnervschädigung drei der vier Proteine des Cocktails.

Tests zeigten, dass die Hälfte der durch den erhöhten Augeninnendruck verlorenen Sehschärfe wiederhergestellt wurde. Ähnlich vielversprechende Ergebnisse bot die Behandlung bei älteren Mäusen mit altersbedingter Sehschwäche. Nachdem der Cocktail injiziert worden war, verbesserte sich das Sehvermögen der Mäuse. Nebenwirkungen traten innerhalb des Studienjahres nicht auf. Die Behandlung von Glaukom beim Menschen wird von den Forschern bereits in zwei Jahren in Aussicht gestellt.

Referenz:
Harvard Medical School; Massachusetts Medical Hospital; California University, Yale School of Medicine
Pressemeldung: Science APA; https://science.apa.at/rubrik/medizin_und_biotech/Zellverjuengung_stellte_Sehkraft_von_Maeusen_wieder_her/SCI_20201203_SCI39371351257786680
Originalpublikation: Reprogramming to recover youthful epigenetic information and restore vision. Nature 588:124–129 (2020); https://doi.org/10.1038/s41586-020-2975-4

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Sprachanalyse identifiziert Lungenstauungen

Die Sprachanalyse mit einer Smartphone-App identifiziert Lungenstauungen bei Patienten mit Herzinsuffizienz und ermöglicht ein frühzeitiges Eingreifen, bevor sich ihr Zustand verschlechtert.

Herzinsuffizienz betrifft weltweit mehr als 26 Millionen Menschen. Sie ist die häufigste Ursache für Krankenhausaufenthalte in den USA und in Europa. Eine strenge Überwachung der Patienten könnte die damit verbundenen Krankenhausaufenthalte und Todesfälle verringern. Das häufigste Symptom ist Atemnot, die durch Wasserstauungen in der Lunge verursacht wird. Eine Lungenstauung führt zu subtilen Veränderungen der Sprachmuster, die ein Instrument zur Beurteilung des klinischen Status sein können.

Die Studie umfasste 40 Patienten, die mit akuter Herzinsuffizienz und Lungenstauung ins Krankenhaus eingeliefert wurden. Die Patienten wurden gebeten, bei der Aufnahme und kurz vor der Entlassung fünf Sätze auf einem Standard-Smartphone aufzuzeichnen. Die Dauer jeder Aufnahme betrug 2–5 Sekunden. Die Forscher fanden heraus, dass die Technologie erfolgreich zwischen dem Zustand bei der Aufnahme und dem Zustand bei der Entlassung unterschied.

Das System könne zur Überwachung von Patienten mit Herzinsuffizienz zu Hause eingesetzt werden. Kleine Abweichungen, die den Beginn der Flüssigkeitsansammlung anzeigen, erzeugen bei behandelten Ärzten einen Alarm. „Personen mit frühen Anzeichen einer Lungenstauung könnten Anpassungen ihrer Behandlung erhalten, wodurch die Notwendigkeit eines Krankenhausaufenthaltes vermieden wird“, so der Studienautor Professor Offer Amir.

Referenz:
ESC Pressemitteilung, 19. Juni 2020 European Society of Cardiology

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