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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

#immunsystem #immunzellen #alps #tzellen #zelltod #lymphknoten #medizin #medimpressions 

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ForscherInnen im Porträt Onkologie Wissenschaft

ForscherInnen im Porträt: Dr. Alexis Lomakin

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Wie der Mensch, so schützen auch die Zellen im menschlichen Körper ihren persönlichen Raum. Wird es zu eng – und das ist bei Tumoren häufig der Fall – versuchen die Zellen, sich mehr Raum zu verschaffen. Wie sie das anstellen und welche Rolle dem Zellkern dabei zukommt, hat eine internationale Forschungsgemeinschaft nun untersucht. Ihre Arbeit erscheint in der Oktoberausgabe des renommierten Journals „Science.“

Im Interview beschreibt Erstautor Lomakin die maßgeblichen Mechanismen die zum „Fluchtreflex“ von Zellen führen und wie die neuen Erkenntnisse dazu beitragen könnten, die metastatische Ausbreitung von Tumoren zu verhindern oder das Ansprechen auf eine Behandlung vorherzusagen. 

Dr. Alexis Lomakin, (PhD) ist Programmleiter & stellvertretender Laborleiter in der Forschungsgruppe von Assoc.-Prof. Dr. Kaan Boztug, (MD), an der St. Anna Kinderkrebsforschung / Children’s Cancer Research Institute (CCRI) in Partnerschaft mit dem Ludwig Boltzmann Institute for Rare and Undiagnosed Diseases / LBI-RUD, dem CeMM Forschungsinstitut für Molekulare Medizin der Österreichischen Akademie der Wissenschaften und der Medizinischen Universität Wien (Wien, Österreich). Bevor er die Stelle in Wien antrat, forschte er am King’s College London und Institut Curie,Paris. Er promovierte in Zell- und Molekularbiologie an der Lomonosov Moscow State University und an der University of Connecticut, USA. Seine Postdoc-Ausbildung setzte Lomakin an der Harvard-Universität (Boston,USA) fort. 

Der Wissenschaftler erhielt renommierte Stipendien und Auszeichnungen, darunter ein London Law Trust/LLT medal and fellowship for scientific excellence, innovation & vision (Großbritannien), ein Marie Skłodowska-Curie und PRESTIGE Fellowships (EU/Frankreich) und ein Leukemia & Lymphoma Society/LLS Postdoctoral Fellowship (USA). 

#forscherinnen #forscher #wissenschaftler #researcher #wissenschaft #onkologie #tumorzellen #krebserkrankung #kinderkrebsforschung #krebs #medizin #medimpressions

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ForscherInnen im Porträt Onkologie Wissenschaft

ForscherInnen im Porträt: DI Benjamin Salzer, PhD

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Jungforscher Benjamin Salzer hat den ersten Preis der Life Science PhD-Awards Austria 2020 in der Kategorie “angewandte Wissenschaft” für seine herausragende Publikation „Safety and specificity engineering of chimeric antigen receptor T cells (CAR-T cells) by exploitation of avidity“ gewonnen.

Im Videoportrait erzählt Benjamin Salzer von seinem beruflichen Werdegang und gibt spannende Einblicke in seine Forschertätigkeit bei der St. Anna Kinderkrebsforschung. Des Weiteren spricht er darüber, wie sich eine gute Work-Life-Balance mit dem Job als Wissenschaftler vereinbaren lässt und was er privat als Ausgleich zu seiner herausfordernden Tätigkeit macht.

Zur Person:

Benjamin Salzer ist promovierter Wissenschaftler, der sich auf dem Gebiet der Krebsimmuntherapie mit CAR-T-Zellen spezialisiert hat. Seit 2015 ist er an der St. Anna Kinderkrebsforschung tätig und arbeitet mit neuartigen molekularen Werkzeugen an der Verbesserung von Zelltherapien.

Ausgewählte Publikationen:

Engineering AvidCARs for combinatorial antigen recognition and reversible control of CAR functionAugust 2020 Nature Communications 11(1):4166 DOI: 10.1038/s41467-020-17970-3

Targeting aggressive osteosarcoma with a peptidase-enhanced cytotoxic melphalan flufenamideJuly 2020 Therapeutic Advances in Medical Oncology 12:175883592093789 DOI: 10.1177/1758835920937891

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Chirurgie ForscherInnen im Porträt Wissenschaft

ForscherInnen im Porträt: Dr. Stefan Salminger, PhD

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Dr. Stefan Salminger über seine Forschungsarbeit

Dr. Stefan Salminger hat für seine herausragenden Forschungsleistungen bereits mehrere Auszeichnungen erhalten, u.a. wurde er erst kürzlich aufgrund seiner Medizinprodukte-Gesetz-Studie „Implantierbare Sensoren zur drahtlosen und intuitiven Prothesensteuerung nach Amputation an der oberen Extremität“ von der MedUni Wien zum „Researcher of the Month, September 2020“ gekürt.

Im Video gibt er Einblicke in seine Forschungsarbeit, erzählt über Hürden & Herausforderungen und wie es mit der Studie weitergeht. Des Weiteren spricht Dr. Stefan Salminger über seine Begeisterung für seine Arbeit im Bereich der plastischen und rekonstruktiven Chirurgie und über seine Ziele als Wissenschaftler.

Zur Person:

Dr. Stefan Salminger studierte Humanmedizin an der Medizinischen Universität Wien mit Auslandsstudienaufenthalten an der Ludwig-Maximilians-Universität München und dem Universitätsspital Zürich. Nach Abschluss des Humanmedizinstudiums 2012 begann Dr. Salminger als PhD-Student im Cristian Doppler Labor für Wiederherstellung von Extremitätenfunktionen unter der Leitung von Univ.-Prof. Dr. Oskar Aszmann. Seit 2014 ist Dr. Salminger Assistenzarzt an der Abteilung für Plastische und Rekonstruktive Chirurgie der Universitätsklinik für Chirurgie. Sein PhD-Studium schloss er 2017 im Programm Neuroscience ab. 

Ausgewählte Studien:

  • S. Salminger et al., “Long-term implant of intramuscular sensors and nerve transfers for wireless control of robotic arms in above-elbow amputees,” Sci. Robot., 2019, doi: 10.1126/scirobotics.aaw6306.
  • S. Salminger, A. Sturma, M. Herceg, O. Riedl, K. Bergmeister, and O. C. Aszmann, “[Prosthetic reconstruction in high amputations of the upper extremity].,” Orthopade, vol. April, 2015, doi: 10.1007/s00132-015-3113-0.
  • S. Salminger, A. Sturma, A. D. Roche, J. A. Mayer, C. Gstoettner, and O. C. Aszmann, “Outcomes, Challenges, and Pitfalls after Targeted Muscle Reinnervation in High-Level Amputees: Is It Worth the Effort?,” Plast. Reconstr. Surg., vol. 144, no. 6, pp. 1037e-1043e, Dec. 2019, doi: 10.1097/PRS.0000000000006277.
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Gesundheitsökonomie Onkologie Wissenschaft

CAR-T-Zelltherapie günstiger herstellen

Für eine CAR-T-Zelltherapie werden dem Patienten körpereigene Abwehrzellen entnommen (T- Zellen) und im Labor so verändert, dass sie besonders aggressiv gegen bösartige Leukämiezellen vorgehen. Mit dieser Methode werden bereits beachtliche Erfolge erzielt. Speziell da die „chimären Antigenrezeptoren“ (CAR) nur eingesetzt werden, wenn alle anderen Therapieoptionen versagen. Die zur Behandlung der akuten lymphoblastischen T-Zell-Leukämie und Non-Hodgkin- Lymphomen zugelassenen kommerziell hergestellten CARs haben allerdings ihren Preis. Bis zu 320.000 Euro pro Patient werden veranschlagt.

Experten des Deutschen Krebsforschungszentrum (DKFZ) haben nun errechnet, dass sich die Therapie an eigenen wissenschaftlichen Einrichtungen, je nach berechnetem Szenario, weit günstiger herstellen ließe. Die Kosten sind vor allem abhängig von der Auslastung des voll automatisierten Herstellungssystems. Unter maximaler Kapazitätsauslastung mit 18 CAR-T- Zellprodukten pro Jahr, ließe sich ein Preis um die 60.000 Euro erreichen.

„Damit würden wir bei nur etwa einem Fünftel des Preises liegen, den die Unternehmen verlangen. Und unsere Kosten lassen sich noch erheblich weiter senken“, so Ökonom und Studienautor Michael Schlander. Auch die Patienten würden von einer dezentralen Herstellung der CAR-T-Zellen profitieren: „Dadurch, dass die Zeiten für den Versand des Patientenbluts sowie auch der fertigen Zelltherapie entfallen, können wir die Behandlung innerhalb von 12 – 14 Tagen zur Verfügung stellen – eine deutliche Verkürzung der drei- bis vierwöchigen Wartezeit, die bei den kommerziell angebotenen Produkten anfällt. Die Patienten brauchen dann möglicherweise weniger Chemotherapien und hätten kürzere Krankenhausaufenthalte – was weitere Kosteneinsparungen mit sich bringt“, meint auch Immunologe und Coautor Stefan Eichmüller.

Referenz:
Deutsches Krebsforschungszentrum (DKFZ)
Cost of decentralized CAR T cell production in an academic non-profit setting. International Journal of Cancer 2020, 14 June 2020
https://doi.org/10.1002/ijc.33156

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Ophthalmologie Therapie Wissenschaft

Rotes Licht verbessert Sehvermögen

Drei Minuten am Tag auf ein tiefrotes Licht zu starren, kann das Sehvermögen erheblich verbessern. Das berichten Wissenschaftler des University College London.

Die Erkenntnis könnte Millionen von Menschen mit natürlich abnehmenden Sehvermögen auf eine sehr billige Art helfen dieser Alterserscheinung entgegenzutreten. Mit zunehmenden Alter kommt es, insbesondere ab 40 Jahren, zu einer Verminderung der Netzhautempfindlichkeit und damit zu einem verschlechtertem Farbsehen. „Um diesen Rückgang einzudämmen oder umzukehren, haben wir versucht die alternden Zellen mit kurzen langwelligen Lichtblitzen (670 Nanometer) zu stimulieren, so Hauptautor, Prof. Glen Jeffery. Damit werden vor allem die Energielieferanten der Zellen, die Mitochondrien, in den Photorezeptorzellen angeregt wieder mehr Energie in Form von ATP zu bilden.

Getestet wurden 24 Personen, die eine kleine LED-Taschenlampe erhielten und gebeten wurden, zwei Wochen lang drei Minuten am Tag in den Lichtstrahl zu schauen. Die Augen konnten auch geschlossen werden, da das rote Licht vom Augenlid nicht gefiltert wird.

Im Ergebnis zeigte die Therapie keinen Einfluss bei jüngeren Personen, jedoch wurden signifikante Verbesserungen bei Personen ab 40 Jahren nachgewiesen. So verbesserte sich die Farbkontrastempfindlichkeit um bis zu 20%, speziell im blauen Bereich, das im Alter anfälliger ist. Die Therapie verbesserte auch merklich die Empfindlichkeit der Stäbchen und damit die Fähigkeit, bei schlechten Lichtverhältnissen zu sehen. Für die Herstellung der Rotlicht-Lampe wurden rund 12 GBP (etwa 16 Euro) aufgewendet.

Referenz:
UCLH – University College London Hospitals NHS Foundation Trust
Optically improved mitochondrial function redeems aged human visual decline, The Journals of Gerontology: Series A, glaa155,
https://academic.oup.com/biomedgerontology/article-abstract/doi/10.1093/gerona/glaa155

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Genetik Tiermedizin Wissenschaft

Was Mäuse schlank und stark macht

…könnte eines Tages vielleicht auch den Bauchumfang von Menschen reduzieren und ihn mit mehr Muskeln versehen. Anlass zu dieser Hoffnung geben deutsche Wissenschaftler in Zusammenarbeit mit Forschern aus Spanien, Finnland, Belgien, Dänemark und den USA.

Sie stellten fest, dass der Zelloberflächenrezeptor A2B besonders häufig in braunem Fettgewebe zu finden ist und dieser die Fettverbrennung ankurbelt. Je mehr A2B eine Maus bildet, desto mehr Wärme produziert sie.

Noch spannender war aber eine zweite Beobachtung: Die Tiere wiegen trotz ihrer gesteigerten Fettverbrennung kaum weniger als ihre Artgenossen. Sie sind zwar schlanker, haben aber gleichzeitig mehr Muskeln. Tatsächlich konnten die Forscher nachweisen, dass auch die Muskelzellen von Mäusen den A2B-Rezeptor tragen. Wird er durch das passende Molekül stimuliert, regt dies in den Nagern das Muskelwachstum an.

Um zu sehen, ob die Ergebnisse auch Aussagekraft für den Menschen haben, untersuchten die Wissenschaftler zudem menschliche Zellkulturen sowie entnommenes Gewebe. Dabei stellten sie fest, dass bei Menschen mit einer großen Menge von A2B-Rezeptoren das braune Fettgewebe auf höheren Touren läuft. Gleichzeitig verbrauchen ihre Muskelzellen mehr Energie – ein möglicher Hinweis darauf, dass sie ebenfalls aktiver sind und eventuell verstärkt neugebildet werden.

Die Aussicht, einen Rezeptor an der Hand zu haben, der typische Alterungseffekte wie eine Gewichtszunahme aufhalten könnte, ist elektrisierend, erklären die Forscher. Momentan gibt es allerdings noch keinen zugelassenen Wirkstoff, der den A2B-Rezeptor stimulieren kann.

Referenz:
Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn
Adenosine/A2B receptor signaling ameliorates the effects of ageing and counteracts obesity. Cell Metabolism, June 25, 2020
DOI: https://doi.org/10.1016/j.cmet.2020.06.006

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Onkologie Pneumologie Wissenschaft

Zuckerentzug verlangsamt Wachstum von Lungenkrebs

Tumorzellen brauchen Zucker, um zu wachsen. Durch die Blockade zweier spezifischer, Zucker transportierender Proteine könnte das Wachstum von Lungentumoren verlangsamt werden. Erste Versuche von Forschern an der ETH Lausanne (EPFL) sind vielversprechend.

Die Idee, Krebszellen „auszuhungern“, indem ihnen durch die Blockade von sogenannten Glucosetransportern der Zugriff auf Zucker entzogen wird, ist ein naheliegender Therapieansatz. Unklar war, wie Glucose-Transporter gestoppt werden sollten und ob Krebszellen bei Zuckermangel nicht auf alternative Energielieferanten zugreifen.

Zur Klärung dieser Fragen züchteten die Forscher Mäuse mit Lungenkrebs, denen die Glucosetransporter Glut1 und Glut3 fehlten. Ihre Tumore konsumierten weniger Zucker, wuchsen langsamer und die Mäuse lebten länger als Artgenossen. In einem weiteren Schritt wurden Glut1 und Glut3 in vier verschiedenen, im Labor gezüchteten menschlichen Lungenkrebs-Zelllinien eliminiert, worauf diese Zellen ebenfalls ihr Wachstum verlangsamten. Offenbar sind beide Glucosetransporter nötig, um den Tumor zu ernähren. Im nächsten Schritt wird weiter daran gearbeitet, diese Stoffwechselwege näher zu untersuchen.

Referenz:
ETH Lausanne
Blocking sugar metabolism slows lung tumour growth, eLife, Jun 23. 20, DOI: 10.7554/eLife.53618
https://elifesciences.org/articles/53618

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Nephrologie Onkologie Wissenschaft

Test zur Früherkennung von Nierenkrebs

Ein neue Flüssigbiopsie-Methode kann Nierenkrebs mit bis zu 100%iger Sicherheit anhand eines Bluttests erkennen, so eine kürzlich in Nature Medicine publizierte Untersuchung. Einschliesslich kleiner, lokalisierter Tumoren, die häufig gut heilbar sind, für die es bisher jedoch noch keine Früherkennungsmethode gibt.

Etwa 35% der Tumore werden erst dann erkannt, wenn sich der Tumor schon ausgebreitet hat und die Chancen auf eine vollständige Heilung sinken. Der neue Test könnte dazu beitragen, die Mortalität deutlich zu reduzieren. „Nierenkrebs ist einer der am schwersten zu erkennenden Tumore“, so die Forscher, „weil sie lange symptomlos bleiben und sich auch kaum DNA- Bestandteile des Tumors im Blut nachweisen lassen.“

Der neue Test (cfMeDIP-seq) weist daher auch nicht im Blut zirkulierende Tumorzellen nach, sondern mittels Hochdurchsatz-Sequenzierung, zellfreie und abnormal methylierte DNA- Bruchstücke. Die Methode wurde an Proben von 99 Patienten mit Nierenkrebs in allen Stadien angewendet und konnte Tumore zu fast 100% nachweisen. Um eine breite und einfache Anwendung dieses Test zu ermöglichen, wird im nächsten Schritt an einer Methode gearbeitet, den Tumormarker auch in Urinproben nachweisen zu können.

Referenz:
Dana-Farber-Cancer-Institute
Press release, June 22
https://www.dana-farber.org/newsroom/news-releases/2020/biomarker-test-highly-accurate-in-detecting-early-kidney-cancer/

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Leben Sportmedizin Wissenschaft

Sport senkt Mortalität weltweit

Körperliche Aktivität verhindert jedes Jahr weltweit 3,9 Millionen Todesfälle. Zu diesem Ergebnis kommt eine Untersuchung der Universitäten Cambridge und Edinburgh, die in der Zeitschrift „The Lancet Global Health“ veröffentlicht wurde.

Die Forscher verwendeten Daten aus 168 Ländern und bestimmten den Anteil der Bevölkerung, der die Empfehlungen zur körperlichen Aktivität der WHO erfüllte. Die Leitlinien inkludieren 150 Minuten moderate Aktivität oder 75 Minuten intensives Training pro Woche.

Je nach Land erfüllten unterschiedlich viele Menschen diese Vorgaben. Während sie in afrikanischen Ländern meist erreicht wurden (Mosambik 94%), lag die Zahl in Kuwait, mit 33%, am niedrigsten. Generell fanden sich die niedrigsten Werte in Amerika, während europäische Länder im Mittelfeld anzutreffen waren. Nationen mit niedrigem Einkommen schnitten in der Regel besser ab, als Länder, die wirtschaftlich höher angesiedelt sind. Insgesamt lag die Rate durch Sport verhinderter Todesfälle bei Männern höher als bei Frauen.

Referenz:
Use of the prevented fraction for the population to determine deaths averted by existing prevalence of physical activity: a descriptive study, The Lancet Global Health, July 2020. DOI 10.1016

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