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Psychiatrie Wissenschaft

Depression in der Pupille erkennbar

Können Menschen etwas gewinnen oder verlieren, so erweitert sich ihre Pupille leicht. Forscher haben herausgefunden, dass diese Erweiterung bei akut depressiven Patienten geringer ausfällt als bei Gesunden. Je schwerer die Patienten erkrankt waren, desto weniger weitete sich sogar das Augeninnere. Diese Erkenntnis könnte langfristig zu einer fundierteren Diagnose führen, die nicht nur auf den Aussagen der Patienten basiert, sondern biologisch begründet ist. Daraus abgeleitet könnte auch die Therapie mit Medikamenten individueller angepasst werden.

Um das herauszufinden, absolvierten Studienteilnehmer im Magnetresonanztomografen (MRT) ein einfaches Spiel, bei dem sie einen kleinen Geldbetrag gewinnen konnten. Ein Anreiz, der bei Gesunden zur Erweiterung der Pupille führt. Dabei wurden die Pupillen extrem genau und mit extrem hohem Tempo vermessen.

Das Ergebnis: Die Untersuchung wies erstmals die Verbindung zwischen einer Pupillen-Erweiterung als Reaktion auf eine zu erwartende Belohnung und dem Schweregrad der Depression der jeweiligen Testperson nach. Je schwerer die Symptome waren, desto weniger weit öffneten sich die Pupillen. Die Studie zeigt, dass die Aussicht auf eine Belohnung bei schwer depressiven Patienten nicht zur gleichen Verhaltensaktivierung führt wie bei Gesunden. Ihr Nervensystem kann sich selbst bei so einer positiven Erwartung weniger stark aktivieren. „Wir vermuten, dass dahinter ein physiologisches System steht, das die oft berichtete Antriebsstörung bei Patienten teilweise erklären kann“, so die Forscher. Depressive Patienten, die mit ihren Pupillen weniger stark reagieren, könnten eine eigene Untergruppe bilden, die eventuell auch auf bestimmte Medikamente besser ansprechen, lautet das Fazit der Wissenschaftler.

Referenzen:
Max-Planck-Institut für Psychiatrie (MPI), München
Pupil Dilation during Reward Anticipation Is Correlated to Depressive Symptom Load in Patients with Major Depressive Disorder; Brain Sciences Nov. 2020;  https://doi.org/10.3390/brainsci10120906

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Ernährung Pädiatrie Wissenschaft

Vegane Ernährung: kein Nährstoffmangel bei Kindern

Die Deutsche Gesellschaft für Ernährung e. V. (DGE) veröffentlichte kürzlich die Ergebnisse der Studie ,,Vegetarische und vegane Ernährung bei Kindern und Jugendlichen“ (VeChi-Youth-Studie), die den Einfluss verschiedener Ernährungsformen auf die Nährstoffversorgung dieser Altersgruppe untersuchte. Bislang liegen nur wenig aktuelle Daten zum Gesundheitsstatus von Kindern, die sich vegetarisch oder vegan ernähren, vor.

Die Ergebnisse belegen, dass sowohl bei veganer und vegetarischer Ernährung als auch bei einer Mischkost mit Fleisch die Versorgung mit den Hauptnährstoffen sowie den meisten Vitaminen und Mineralstoffen bei der überwiegenden Anzahl der rund 400 Studienteilnehmer ausreichend ist. Auch bei einer vegetarischen oder rein pflanzlichen Ernährung war bei den meisten Kindern die Versorgung mit Vitamin B12 ausreichend. Bei den vegetarischen Ernährungsformen war zudem die Zufuhr an Ballaststoffen sehr hoch. Die sich vegetarisch und vegan ernährenden Kinder und Jugendlichen zeigten ein insgesamt gesundheitsförderndes Lebensmittelmuster. Sie verzehrten mehr Gemüse, Obst, Hülsenfrüchte und Nüsse. Veganer hatten auch den geringsten Verzehr an Süßwaren, Knabberartikeln und Fertiggerichten. Ihre Proteinzufuhr war niedriger als bei vegetarischer oder omnivorer Ernährung, lag im Mittel aber noch im Bereich der Referenzwerte.

Jedoch zeigt sich bei allen Ernährungsformen, dass die Versorgung mit Vitamin B2 und Jod im kritischen Bereich liegt, auch die Zufuhrdaten von Calcium zeigen Handlungsbedarf auf.
Da die Ergebnisse immer noch als beschränkt aussagekräftig beurteilt werden, empfiehlt die DGE zwar eine vegetarische Ernährung als Dauerkost, empfiehlt aber keine rein vegane Ernährung bei Kindern und Jugendlichen.

Referenzen: Universität Bonn

Pressemitteilung: DGE; https://www.dge.de/presse/pm/vegan-vegetarisch-mischkost-nur-geringe-unterschiede-in-der-naehrstoffversorgung-bei-kindern-und-jugendlichen/

#ernährung #kinder #vegan #vegetarisch #nährstoffe #b12 #calcium #medizin #medimpressions

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Diabetologie Ernährung Kardiologie Onkologie Wissenschaft

Genetischer Vorteil durch Bilirubin

Das Gilbert-Syndrom (auch als Morbus Meulengracht bekannt) galt lange Zeit als Erkrankung. In Mitteleuropa betrifft das Syndrom etwa fünf bis zehn Prozent der Bevölkerung. Betroffene Personen sind schlanker, haben weniger Körperfett und bessere Fettstoffwechseldaten. Sie sind vor oxidativem Stress geschützt und weisen deutlich niedrigere Entzündungswerte auf – ohne dafür besonders gesund leben zu müssen.

„Zurückzuführen sind diese durchaus angenehmen Symptome auf einen leicht erhöhten Bilirubinwert, der durch eine genetisch bedingte Unterfunktion der Enzyme UDP-Glucuronosyltransferase entsteht,“ erklärt Karl-Heinz Wagner, Department für Ernährungswissenschaften, Universität Wien: „Menschen mit dem Gilbert-Syndrom haben damit einen körpereigenen Schutz vor Typ2-Diabetes und Herz-Kreislauferkrankungen.“

Jetzt konnte das Forschungsteam zusätzlich nachweisen, dass ein leicht erhöhter Bilirubinspiegel im Blut auch das Risiko für Dickdarmkrebs senkt – insbesondere bei Frauen. Und unabhängig vom Geschlecht wird durch Bilirubin auch das Risiko für Lungenkrebs reduziert.
Das ließe sich therapeutisch nutzen. Wagner: “Wenn es gelingt, den Bilirubinspiegel künstlich zu erhöhen und damit den assoziierten Stoffwechsel zu beeinflussen, könnten wir den körpereigenen Schutz simulieren. Das hieße auch, dass wir weniger Medikamente zu uns nehmen müssten, etwa Blutdruck- und Lipidstoffwechselsenker oder Arzneistoffe, die den Blutzuckerspiegel regulieren.“ 

Die gezielte Veränderung des Bilirubinstoffwechsels ist komplex, die Forschung dazu aber bereits im Gange.
Bilirubin ist ein Abbauprodukt des roten Blutfarbstoffs (Hämoglobin) der bei Einlagerung in die Haut zur Gelbsucht führt. 

Referenzen: Universität Wien

Circulating bilirubin levels and risk of colorectal cancer: serological and Mendelian randomization analyses; BMC Med 2020:18(1):229; https://bmcmedicine.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12916-020-01703-w

#bilirubin #onkologie #gilbertsyndrom #herzkreislauf #leber #biomarker #medizin #fettstoffwechsel #medimpressions

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Pneumologie Wissenschaft

Unterschiede im Feinstaub

Eine Schweizer Arbeitsgruppe untersuchte, ob Feinstaub aus bestimmten Quellen besonders gesundheitsschädlich ist. Dabei fanden sie Hinweise darauf, dass die Menge des Feinstaubs allein nicht das größte Gesundheitsrisiko darstellt, sondern deren oxidatives Potential. Damit  wird die Fähigkeit bezeichnet, Antioxidantien abzubauen, was zur Schädigung von Körperzellen und -gewebe führen kann. 

Die Forscher setzen Zellen aus den menschlichen Atemwegen (bronchiale Epithelzellen)  Feinstaubproben aus und überprüften deren biologische Reaktion. Sie konnten nachweisen, dass Feinstaub mit erhöhtem oxidativem Potenzial die Entzündungsreaktion der Zellen verstärkt. Eine Partnerstudie bewies zeitgleich, dass Zellen von Patienten, die unter einer Vorerkrankung, der zystischen Fibrose, leiden, eine geschwächte Abwehr gegen Feinstaubbelastung aufweisen. Während bei gesunden Zellen ein antioxidativer Abwehrmechanismus das Fortschreiten der Entzündungsreaktionen stoppen konnte, reichte die Abwehrkapazität bei kranken Zellen nicht aus. 

Mithilfe einer speziell entwickelten Technik wurde auch die Zusammensetzung des Feinstaubs analysiert. Es zeigte sich, dass der größte Teil des Feinstaubs aus Mineralstaub und sogenannten sekundären anorganischen Aerosolen besteht. Das schädliche Potenzial des Feinstaubs bestimmten dagegen sogenannte anthropogene sekundäre organische Aerosole aus Holzfeuerungen und Metallemissionen aus Bremsen- und Reifenabrieb des Straßenverkehrs. Die Bevölkerung im urbanen Umfeld ist daher im Vergleich zum ländlichen Raum einer höheren Feinstaubmenge mit höherem oxidativen Potential ausgesetzt, und damit einer ebenfalls erhöhten Gesundheitsgefährdung.

Referenzen:
Paul Scherrer Institut, Villigen; Universität Bern, Université Grenoble Alps
Sources of particulate matter air pollution and its oxidative potential in Europe; Nature; DOI: 10.1038/s41586-020-2902-8; Oxidative stress-induced inflammation in susceptible airways by anthropogenic aerosol. PLOS ONE, https://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0233425

#feinstaub #antioxidantien #entzuendung #cystischefibrose #verkehr #atemwege #medizin #medimpressions

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Dermatologie Immunologie Onkologie Wissenschaft

Zelltransplantation: Mechanismus der Abstoßung identifiziert

Nach einer Stammzelltransplantation im Zuge einer Leukämie mit vorangegangener Chemotherapie und Bestrahlung kommt es häufig zu teils schweren, entzündlichen Nebenwirkungen – insbesondere in der Haut oder im Darm. Die Ursache dafür war bisher ungeklärt. Nun haben österreichische Forschungsinstitute einen Mechanismus im Immunsystem identifiziert, der dafür mitverantwortlich ist. 

Sie konnten nachweisen, dass es sogenannte gewebsständige und inaktive T-Zellen im eigenen Immunsystem gibt, die die Chemotherapie und Bestrahlung unbeschadet überstehen und noch über zehn weitere Jahre zwischen und unter den Epithelzellen der Haut überleben, während die zirkulierenden T-Zellen zerstört werden: „wir konnten zeigen, dass überlebende T-Zellen im Gewebe der Haut für die entzündlichen Reaktionen nach einer Stammzelltransplantation verantwortlich sind. Diese Phänomene treten binnen der ersten 100 Tage auf und können von leichten Ekzemen bis hin zu einer flächigen Fibrose, also zur Gewebeverhärtung, oder Blasenbildung auf der Hautoberfläche führen. Das heißt, die eigenen T-Zellen richten sich in negativer Weise nach der Transplantation gegen den Empfänger.“ Die Erkrankung nennt man im Fachjargon auch „Spender-gegen-Empfänger-Reaktion (GvHD)“, hier konnte nun erstmals auch eine umgekehrte „Empfänger-gegen-Spender-Reaktion“ nachgewiesen werden. Zudem gab es Fälle, in denen die vom Spender erhaltenen Zellen diese Reaktion noch „unterstützten“ und damit verstärkten. 

Die Erkenntnisse könnten künftig in neue therapeutische Strategien münden, die helfen, die unerwünschte Reaktionen nach einer Transplantation zu verringern und darüber hinaus für andere chronisch-entzündliche Erkrankungen der Haut, wie Schuppenflechte oder Neurodermitis, zu neuen therapeutischen Ansätzen führen. 

Referenzen: MedUni Wien, CeMM, LBI-RUD
Long-term skin-resident memory T cells proliferate in situ and are involved in human graftversus-host disease; Science Trans Med 2020; DOI: 10.1126/scitranslmed.abb7028.

#stammzelltransplantation #gvhd #leukämie #onkologie #abstossung #tzellen #medizin #medimpressions

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Psychologie

Covid-19: Jeder für sich hilft auch!

Eine deutsche Untersuchung zur Corona-Pandemie offenbart: Menschen kümmern sich zunächst um die eigene Sicherheit, bevor sie andere schützen. „Überraschend für uns war, dass sogar für prosoziale Menschen, also Menschen die gern mit anderen kooperieren und versuchen eine faire Lösung zu finden, der Schutz anderer Personen zweitrangig ist“, so Erstautor Johannes Leder, Universität Bamberg.

„Menschen sind motiviert, Maßnahmen umzusetzen, die vor allem sie selbst schützen und wenig aufwendig sind, zum Beispiel, Hände zu waschen“, fasst Leder zusammen. Aus diesem Ergebnis leitet er ab: „Personen, die in der Politik, der Forschung und im Gesundheitswesen tätig sind, sollten in Interviews daher den Selbstschutz-Aspekt stärker betonen. Dann würden vermutlich mehr Menschen die Maßnahmen umsetzen. Im Endeffekt ist damit allen geholfen. 

Durchgeführt wurden zwei Online-Befragungen: eine mit 419 Personen fand im März während des Lockdowns statt, die zweite mit 253 Personen nach dem Lockdown im Mai und Juni 2020. Insgesamt beobachtete das Forschungsteam, dass die Schutzmaßnahmen zu Beginn des Lockdowns häufig als wirksam wahrgenommen und genützt wurden. Danach wurden etwa die Gesichtsmasken nur mehr genutzt, weil sie verfügbar waren und wenn sie als wirksam eingestuft  wurden. Der zu Beginn glimpfliche Verlauf der Pandemie hat auch dazu geführt, dass Social Distancing nicht mehr eingehalten wurde. Weiters zeigte sich, dass persönliche Erfahrungen den Umgang mit der Pandemie stark beeinflussten. Wer eine Person kannte, die an der Krankheit gestorben war, schützte sich und andere häufiger. Insofern ist es in der öffentlichen Kommunikation auch wichtig, über Schicksale von Betroffenen zu informieren, meinen die Autoren.

Referenzen:Universität Bamberg
Social value orientation, subjective effectiveness, perceived cost, and the use of protective measures during the COVID-19 pandemic in Germany. Comprehensive Results in Social Psychology; https://doi.org/10.1080/23743603.2020.1828850

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Genetik Pädiatrie Wissenschaft

Neues Legasthenie-Gen identifiziert

Genetische Einflüsse spielen eine große Rolle bei der Entstehung einer Lese- und Rechtschreibstörung (Legasthenie). Ein internationales Team von Wissenschaftlern hat jetzt ein weiteres Gen identifiziert, das in diesen Prozess involviert ist. Betroffene Kinder leiden häufig unter Ausgrenzung und Stigmatisierung, etwa 40% von ihnen erkranken psychisch.

„Dabei haben molekulargenetische Untersuchungen schon längst gezeigt, dass genetische Einflüsse   eine wichtige Rolle bei der Entstehung einer Legasthenie spielen“, so Humangenetiker (und Legastheniker) Tiemo Grimm, Universität Würzburg. „Ist ein Kind in der Familie von einer Legasthenie betroffen, so sind in gut 40 Prozent der Fälle auch Geschwister oder ein Elternteil betroffen“. Bisher sind über 20 verschiedene Gene bzw. Genorte bekannt, die eine Rolle bei der Entstehung einer Legasthenie spielen. 

Wissenschaftler haben diese Liste jetzt um einen weiteren Eintrag verlängert. In einer gut dokumentierten Familie, in der über vier Generationen hinweg Legasthenie auftritt, haben sie einen neuen Genort nachgewiesen. „Bei den Betroffenen dieser Familie wurde eine spezifische Nukleotidvariante in einer Sequenz des SPRY1-Gens gefunden, einem Gen, welches im Gehirn exprimiert wird“, so Grimm. Diese Sequenzveränderung könnte die Expression des SPRY1-Genproduktes beeinflussen.
Auch wenn sich daraus keine direkte Konsequenz oder eine Therapie der Legasthenie ergibt, liefert die Entdeckung ein neues Puzzlestückchen für das Gesamtbild der Vorgänge im Gehirn. „Die Legasthenie entsteht in engem Zusammenhang mit der biologischen Reifung des zentralen Nervensystems, wobei Besonderheiten der auditiven und der visuellen Informationsverarbeitung sowie wahrscheinlich auch der zeitlichen Vorgänge im zentralen Nervensystem eine Rolle spielen“, so Grimm.

Referenzen: JMU Würzburg, Universitätsklinik Würzburg
A Novel Locus and Candidate Gene for Familial Developmental Dyslexia on Chromosome 4q, Zeitschrift für Kinder- und Jugendpsychiatrie und Psychotherapie (2020), 48:478-489; https://doi.org/10.1024/1422-4917/a000758

#legasthenie #rechtschreibschwäche #gehirn #leseschwäche #medizin #medimpressions 

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Genetik Wissenschaft

Signal an fettessende Fresszellen

Fettleibigkeit (Adipositas) ist weltweit ein ernstes Gesundheitsproblem und ein Risikofaktor für zahlreiche Krankheiten. Zentral für die Entstehung von Adipositas ist das Fettgewebe, das Fettzellen (so genannte Adipozyten, die auf die Fettspeicherung spezialisiert sind) und Makrophagen („Fresszellen“ des Immunsystems, die typischerweise mit der Zerstörung von Mikroben in Verbindung gebracht werden) umfasst.

Ein Team von Wissenschaftlern der MedUni Wien konnte nun gemeinsam mit Forschern aus Polen, Deutschland, Australien und Österreich die Signalwege aufdecken, die für die Entstehung eines nützlichen Typs von Fettgewebsmakrophagen (Adipose Tissue Macrophages, kurz ATMs) bei Adipositas verantwortlich sind, der die Lipotoxizität verhindert. Die Lipotoxizität ist der Prozess, bei dem sich Fettmoleküle in nicht-adipösen Gewebe ablagern.

Mit dem passenden Signal (PI3K-Signalweg) kann man Fresszellen im Körper dazu bringen, sich zu professionellen Fettessern zu entwickeln, berichtet Gernot Schabbauer, MedUni Wien. Dadurch wird verhindert, dass Fett ins Blut gelangt und sich ungünstigerweise im falschen Gewebe (im Nicht-Fett-Gewebe) ablagert, erklären die Forscher.

Sie fanden heraus, dass eine Daueraktivität des PI3K-Signalwegs Fresszellen im Fettgewebe dazu veranlasst, erhöhte Mengen des „Fressrezeptors MARCO“ an ihren Oberflächen zu bilden. Dadurch werden sie zu professionellen Fettessern, nehmen Fett auf und bauen es ab, bevor es in den Blutkreislauf gelangt. 

In anschließenden Studien soll nun festgestellt werden, ob die PI3K-Signalgebung die Makrophagen-Population nicht nur im Tiermodell, sondern auch beim Menschen nachhaltig beeinflussen kann. 

Referenzen: MedUni Wien; CeMM; Universität Graz; Universität Warschau; Universität Sydney, Universität New South Wales
The PI3K pathway preserves metabolic health through MARCO-dependent lipid uptake by adipose tissue macrophages; Nature Metabolism 16.11.2020; https://www.nature.com/articles/s42255-020-00311-5

#adipositas #fettleibigkeit #fettzellen #fresszellen #fettgewebe #stoffwechsel #lipotoxizität #medizin #medimpressions

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Technologie Wissenschaft

Künstliche Flimmerhärchen entwickelt

Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Intelligente Systeme entwickeln künstliche Flimmerhärchen, die so programmiert werden können, dass sie sich in Wellen bewegen. In Experimenten zeigen sie, wie die millimeterkleinen Zilien viskose Flüssigkeiten genauso effektiv pumpen können wie ihr natürliches Vorbild. Ihre Forschung trägt dazu bei, das Geheimnis zu lüften, welches Bewegungsmuster einen maximalen Flüssigkeitsstrom erzeugt.

Zilien sind haarähnliche Strukturen, die zum Beispiel in den Atemwegen vorkommen. Durch die Zilienbewegung wird Schleim und an ihm haftende, unerwünschte Substanzen aus den Atemwegen befördert. Der Roboter, den die Wissenschaftler nun entwickelt haben, ähnelt echten Flimmerhärchen. Der einzige Unterschied ist die Größe: Jedes Replikat einer Zilie ist knapp einen Millimeter lang. Das ist hundertmal grösser als ein natürliches Flimmerhärchen. Dafür ist jedes Härchen programmierbar: Die Forscher können die Bewegung jedes einzelnen Flimmerhärchens fernsteuern und auch die koordinierte Bewegung aller Flimmerhärchen im Zusammenspiel mit ihren Nachbarn. „Mit unserem künstlichen System können wir Bewegungen ähnlich wie echte Flimmerhärchen in einem größeren Maßstab nachahmen, wobei immer die gleichen physikalischen Gesetze gelten. Auf diese Weise können wir viele verwertbare Daten erzeugen. Wir können quantifizieren, welche Bewegungsmuster einen maximalen Flüssigkeitsstrom erzeugen“, so Studienautor Xiaoguang Dong.

Das Team ist davon überzeugt, dass ihr Forschungsprojekt weitere Forschung inspirieren wird: Die künstlichen Flimmerhärchen könnten für die weitere Untersuchung vieler interessanter wissenschaftlicher Fragen genutzt werden und auch dazu, um hochmoderne Miniaturroboter zu entwickeln. Diese könnten etwa als innovative kabellose medizinische Geräte eingesetzt werden.

Referenzen: MPI-IS, Stuttgart
Bioinspired cilia arrays with programmable nonreciprocal motion and metachronal coordinatio; Sciences Advances 6.11.2020; https://advances.sciencemag.org/content/6/45/eabc9323.full

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Immunologie Infektiologie Virologie Wissenschaft

COVID: Immunologisches Gedächtnis wird aufgebaut!

Bisher war unklar, ob eine überstandene SARS-CoV-2-Infektion beziehungsweise eine COVID-19- Erkrankung zu einem anhaltenden immunologischen Gedächtnis führt und dies somit vor einer erneuten Infektion schützen kann. So hatten mehrere Studien gezeigt, dass SARS-CoV-2-spezifische Antikörper bei vielen Menschen mit überstandener COVID-19-Erkrankung nur über wenige Monate nachweisbar sind und daher möglicherweise auch nur einen zeitlich begrenzten Schutz vor einer erneuten Infektion bieten können. Ein Forscherteam am Universitätsklinikum Freiburg konnte jetzt zeigen: Nach durchgemachter SARS-CoV-2-Infektion werden Immunzellen gebildet, die im Körper erhalten bleiben und bei einer erneuten Infektion eine schnelle Immunantwort vermitteln könnten.

„Diese sogenannten Gedächtnis-T-Zellen sehen nach einer SARS-CoV-2-Infektion ähnlich aus wie Gedächtnis-T-Zellen nach einer echten Grippe. Deshalb sind wir zuversichtlich, dass bei der Mehrheit der Menschen nach überstandener SARS-CoV-2-Infektion ein gewisser Schutz vor einer erneuten COVID-19-Erkrankung besteht“, erklärt Maike Hofmann, Wissenschaftlerin an der Klinik für Innere Medizin II des Universitätsklinikums Freiburg. 

Die Ergebnisse legen jedenfalls nahe, dass nach einer Infektion eine Immunität gegen SARS-CoV-2 erreicht werden kann. Das sind gute Nachrichten für die Entwickler von Vakzinen, denn so ähnlich könnten auch Impfstoffe, die aktuell in Studien getestet werden, einen deutlichen Schutz gegen SARS-CoV-2 vermitteln.

Referenzen: Universitätsklinikum Freiburg
Characterization of pre-existing and induced SARS-CoV-2-specific CD8+ T cells; Nature Medicine 12.11.2020; https://doi.org/10.1038/s41591-020-01143-2

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