Stammzellen machen
Leberschäden reversibel
Unabhängige Studien testen neuen
Behandlungsansatz
Wissenschafter der Hammersmith Hospitals
http://www.hhnt.org
testen, ob erwachsene Stammzellen eine Leberzirrhose rückgängig
machen können. Sie werden Stammzellen aus dem Knochenmark des
Patienten für die Behandlung einsetzen. New Scientist
http://www.newscientist.com/home.ns berichtet, dass japanische
Forscher diesen Ansatz für die Behandlung einer Leberfibrose nutzen
wollen. Derzeit besteht die einzige Hoffnung für die Betroffenen in
einer Lebertransplantation.
Der neue Behandlungsansatz beruht auf der Entnahme von Blut und der
Trennung in seine einzelnen Bestandteile. Stammzellen werden von den
weißen Blutkörperchen isoliert und in die Leberarterie injiziert.
Die roten Blutkörperchen werden dem Körper über den Arm wieder
zugeführt. Labortests haben gezeigt, dass dieser Ansatz die Funktion
der Leber verbessern kann, in dem sie wieder mit Stammzellen
besiedelt wird. Bei chronischen Lebererkrankungen kommt es zu einem
Zellverlust und damit zu einer Einschränkung der Organfunktion.
Derzeit werden Patienten für die Studie gesucht, um die Sicherheit
und Effektivität des Behandlungsansatzes zu testen. Der leitende
Wissenschafter Nagy Habib erklärte gegenüber BBC News, dass
entsprechende Ergebnisse eine sehr gute Alternative für
Leberpatienten ermöglichen würden.
Die japanischen Wissenschafter schädigten die Lebern von Mäusen
durch Injektionen mit einer Chemikalie, die eine Fibrose verursacht.
Nach vier Wochen wurden Knochenmarkszellen von Spendermäusen
entnommen, die mittels eines Quallengens dahingehend verändert
wurden, das sie grün leuchteten. Damit wurde der Fortschritt der
Zellen für die Forscher nachvollziehbar. Nach einigen Wochen zeigte
sich, dass alle Zellen in die Leber gewandert waren. In der achten
Studienwoche hatte sich die Menge des geschädigten Gewebes in der
Leber deutlich verringert. Die Knochenmarkszellen schienen sich in
Leberzellen zu verwandeln und große Mengen eines Enzyms zu bilden,
das eine wichtige Rolle bei der Heilung des Gewebes spielt. Mäuse
mit Leberschaden, die nicht behandelt wurden, zeigten keine
Veränderung ihres Zustandes. Inder Verma und Yoshiyuki Kanazawa vom
Salk Institute for Biological Studies
http://www.salk.edu
erklärten gegenüber NewScientist, dass eine von ihnen bereits
durchgeführte Studie kaum Hinweise auf ein geheiltes Lebergewebe
ergeben habe.
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Umsetzung der
Gentechnik lässt auf sich warten
Angst vor Influenza-Pandemie steigt
Das vergangene Jahr war im Wissenschaftsbereich
wieder von zahlreichen Themen durchzogen, die bereits im Vorjahr in
den Schlagzeilen standen. Einerseits haben alte bis dato ungelöste
Probleme immer noch keine Lösung erfahren, andererseits stecken
zahlreiche Labors und Forschungsanstalten immer noch gigantische
Mittel in Hightech-Bereiche wie etwa die Genetik. Forschungsgebiete
wie Gen- oder Nanotechnologie haben zwar in Zukunft eventuell
Lösungen parat, bis diese aber umgesetzt werden, wird es noch
dauern.
Die Gentechnologie hat im medizinischen Bereich keine wesentlichen
Änderungen herbeigeführt. Tatsächlich ist es gelungen zahlreiche
Erkrankungen, vor allem Autoimmun-Krankheiten, insofern einzudämmen,
als Symptome zurückgedrängt werden können. Dass die Erkrankungen
selbst zwar nicht geheilt werden können, bleibt Faktum. Immer noch
rechnen die Forscher mit einer Wiederkehr einer tödlichen globalen
Grippe-Pandemie, die ähnlich wie 1918/19 wahrscheinlich Mio.
Menschenleben fordern wird. Mit dem Ausbruch der Vogelgrippe in
Ostasien und einer möglichen Veränderung der Erreger könnte diese
Gefahr schon bald zur Wirklichkeit werden. Zu den immer noch
unterschätzten Krankheiten zählt die Immunschwächekrankheit Aids,
die auch in diesem Jahr wieder auf dem Vormarsch war. Aids bleibt
immer noch jene Erkrankung, die weltweit die meisten Todesopfer
fordert.
Die US-Amerikanische Wissenschaftsgesellschaft AAAS hat in einem
Leitartikel des Wissenschaftsmagazins Science die wichtigsten
wissenschaftlichen Erkenntnisse des Jahres zusammengefasst. Im
Bereich der Medizin zählen vor allem die Erfolge bei "public-private
Partnerships" zwischen Industriestaaten und Ländern der Dritten Welt
dazu. So konnten erstmals ein Impfstoff gegen Malaria getestet und
neue Initiativen gegen Aids ins Leben gerufen werden.
Die Klon- und Stammzellforschung hat mit einem Erfolgsprojekt
koreanischer Forscher immerhin dazu geführt, Klone soweit
heranzuzüchten, dass Stammzellen entnommen werden konnten. Die
Erkenntnisse wurden allerdings mit gemischten Gefühlen aufgenommen,
da die Embryos dazu getötet werden müssen. Der Faktor "Ethik" hat
die Wissenschaftsszene auch in diesem Jahr wieder beherrscht.
Forscher in den USA haben sich offen darüber beklagt, dass die
Verquickung von Politik und Forschung große Nachteile für die
Weiterentwicklung zahlreicher Wissenschaftsgebiete brachte. Unter
dem Deckmantel der Ethik wurden "unerwünschte Forschungsergebnisse"
boykottiert. Als Druckmittel wird vielfach eine Sperre von
Finanzierungen angedroht. Zu finanziell bedrohlichen Situationen von
Forschungseinrichtungen ist es allerdings auch in Europa gekommen.
Zu den großen Entdeckungen des vergangenen Jahres zählen nach
Angaben des Science-Magazins auch die Entdeckung von Wasser auf dem
Mars und der Fund eines Hominiden auf der indonesischen Insel Flores.
Auf dem Gebiet der Physik konnten die Forscher dem Nachweis der
Einsteinschen Relativitätstheorie etwas näher kommen.
Immer noch ungelöste Probleme der Erde betreffen vor allem die
Ärmsten der Armen. Die Produktivität in den Entwicklungsländern hat
drastisch abgenommen. West- und Nordafrika ist von einer
Heuschreckenplage heimgesucht worden, wie sie seit Jahrzehnten nicht
mehr aufgetreten ist. Experten befürchten, dass sich diese
Katastrophe im kommenden Jahr noch verschärfen könnte. In den
Ländern Mittelamerikas gab es die heftigsten Wirbelstürme der
vergangenen zehn Jahre. Mit diesen Naturkatastrophen nimmt die
Chance auf eine wirtschaftliche Erholung dramatisch ab. Zu vielen
Menschen bleibt ein Zugriff auf Nahrungsmittel und sauberes
Trinkwasser nicht vergönnt. Auch die Gentechnik, die in diesen
Regionen reiche Ernten versprochen hat, bleibt offensichtlich weit
hinter den Erwartungen zurück.
Links zu den Themen:
Grippevirus gegen Medikamente resistent
http://www.pressetext.at/pte.mc?pte=040830014
HIV-Medikamente fehlen weiter
http://www.pressetext.at/pte.mc?pte=041201011
Südafrika: HIV-Infektionen um sechs Prozent gestiegen
http://www.pressetext.at/pte.mc?pte=040925004
Forscher erhalten Einblick in die Stammzellteilung
http://www.pressetext.at/pte.mc?pte=040819034
Afrikanische-Heuschrecken Horrorvision für 2005
http://www.pressetext.at/pte.mc?pte=041125003
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Erbgut des Huhns
entschlüsselt
Kenntnisse der Evolution werden verfeinert
Wissenschaftler haben das Erbgut des Huhns
entschlüsselt wie die Fachzeitschrift Nature
http://www.nature.com berichtet. Obwohl bereits das Genom von
einigen Spezies der Säugetiere und vieler primitiver Organismen
entschlüsselt wurde, ist das Huhn der erste Vogel, der dieser Liste
hinzugefügt werden kann. Die neuen Daten sollen helfen, die
unbekannten Lücken zwischen bereits bekannten Tatsachen zu
schließen. Außerdem sollen sie die Kenntnisse der Evolution
verfeinern. Es wird angenommen, dass der letzte gemeinsame Vorfahr
von Menschen und Hühnern eine Art primitives Reptil war, das vor 310
Mio. Jahren gelebt hat. Die Informationen des Huhn-Genoms sollen ein
klareres Bild dieser Divergenz zeichnen. Auch sollen neue Kenntnisse
darüber erworben werden, wann Säugetiere bestimmte Gene verloren
haben und warum.
Das International Chicken Genome Sequencing Consortium, dem
internationale Wissenschaftler angehören, hatte sich für das rote
Dschungel-Huhn (Gallus gallus) entschieden. Dieser wilde Vorfahr des
einheimischen Geflügels lebt heute noch in Teilen Süd-Asiens. Die
Gruppe entschlüsselte das Erbgut anhand eines Individuums dieser
Spezies. Dafür entnahmen sie dem Vogel DNA, entschlüsselten kleine
Abschnitte und setzten diese dann wieder zusammen. Dabei fanden sie
heraus, dass das Genom des Huhns eine Mrd. Basenpaare in der DNA
besitzt. Dies entspricht nur einem Drittel der Menge des
menschlichen Genoms. Doch werden insgesamt 20.000 bis 23.000 Gene
vermutet, was ungefähr der menschlichen Quote entspricht.
Die Analyse der Daten hat gerade erst begonnen. Doch sind bereits
einige überraschende Ergebnisse erzielt worden. Zum Beispiel wurde
bisher angenommen, dass Hühner keinen Geruchssinn haben. Doch lassen
eine große Anzahl von Geruchs-Genen etwas anderes vermuten. Auch das
Gen für Keratin, das Protein, das für Haare und Fingernägel beim
Menschen und für Schnabel und Federn beim Huhn verantwortlich ist,
erregte die Aufmerksamkeit der Wissenschaftler. Laut Christopher
Ponting von der University of Oxford, UK, Mitglied des Konsortiums,
wurde bislang angenommen, dass Keratin vom gleichen Ursprung bei
Säugetieren und Vögeln abstammt. Die Keratin-Gene der Hühner sähen
jedoch anders aus als die der Säugetiere. Das ließe vermuten, dass
Keratin sich zweimal entwickelt hat. |
Neues Verfahren macht
Gentherapie sicherer
DNA Sequenz wird in Gene eingefügt
Wissenschafter des Children's Hospital Boston
http://web1.tch.harvard.edu
haben ein neues Verfahren für die
Gentherapie entwickelt. Dieses Verfahren funktioniert laut dem
leitenden Wissenschafter Richard Mulligan ohne den Einsatz eines
Medikaments oder einer chemischen Veränderung im Körper und besteht
aus nur einem Schritt. Zusätzlich kann es einfacher aktiviert und
deaktiviert werden und ermöglicht so einen Behandlungsstopp beim
Auftreten von unerwünschten Nebenwirkungen. Es beruht auf dem
Einfügen einer speziellen DNA Sequenz in die Gene des Patienten oder
in die therapeutischen Gene, die bei der Gentherapie eingesetzt
werden. Die Ergebnisse der Studie wurden in Nature
http://www.nature.com
veröffentlicht.
Die eingesetzte DNA Sequenz enthält die Kodierung für die Produktion
von Ribozymen. Ribozyme enthalten die Anweisungen für die
Aktivierung von Genen. Sie haben jedoch die natürliche Neigung sich
zu halbieren. Das bedeutet die Anweisungen können gelesen werden und
die Gene bleiben trotzdem deaktiviert. Medikamente können diese
Aufspaltung stoppen, damit die therapeutischen Gene aktiviert
werden. Laut Mulligan ermögliche dieses Vorgehen entscheidend mehr
Sicherheit als bisher. Er verwies in diesem Zusammenhang auf das
Entstehen von Leukämie bei einigen Kindern, die in der Vergangenheit
mit gentechnischen Verfahren behandelt worden waren. Das derzeit
eingesetzte Ein- und Ausschalten von Genen erfordert normalerweise
den Einsatz komplizierter Systeme und kann zu ernsten Nebenwirkungen
wie Krebs führen. Das neue Verfahren soll helfen, einige dieser
Probleme zu überwinden. Sein Einsatz ist laut BBC in Zukunft für die
Behandlung einer ganzen Reihe von Erkrankungen und Beschwerden
denkbar.
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Stammzellen korrigieren
Herzfehler
Wissenschaftler äußern jedoch ethische Bedenken
Wissenschaftler aus New York haben Mäuseembryos
embryonale Stammzellen injiziert, um einen tödlichen Herzfehler zu
korrigieren. Die Zellen entwickelten sich nicht nur zu gesundem
Herzgewebe, sie sendeten auch Nachrichten zur Behebung von Fehlern in
den benachbarten Zellen aus. Eine Stammzelleninjektion in Muttertiere
noch vor einer Schwangerschaft schützte die zukünftigen Embryos. Die
Wissenschaftler vom Memorial Sloan-Kettering Cancer Center
http://www.mskcc.org/
und vom Weill Medical College
http://www.med.cornell.edu/
hoffen, dass ihre Arbeit zu neuen
Behandlungsmethoden für Herzleiden beiträgt.
Die Forscher behaupteten, dass die Stammzellen fähig sind benachbarte
Zellen durch die Absonderung zweier Schlüsselmoleküle zu beeinflussen.
WNT5a wirkt über eine kurze Distanz, während IGF1 seinen Einfluss über
eine größere Distanz hinweg ausübt. Zuvor hatten die Wissenschaftler ein
Protein identifiziert, das eine Schlüsselrolle in der Entwicklung der
Blutgefäße eines Embryos spielt. Die Mäuse in dem aktuellen Versuch
wurden ohne dieses Protein gezüchtet. Ohne Stammzellenbehandlung
entwickelten sie tödliche Herzfehler und starben noch vor der Geburt.
Die Forscher wiesen auch nach, dass Stammzellen, denen dieses Protein
entzogen war, einen geringeren positiven Einfluss auf fehlerhaftes
Herzgewebe hatten.
Der Kardiologe Anthony Mathur sagte, dass die Erforschung von
Behandlungsmethoden gegen Herzfehler potenziell wichtig sei, schränkte
aber ein, dass die Verwendung embryonaler Stammzellen ethisch sehr
umstritten sei. Außerdem gäbe es Sicherheitsbedenken hinsichtlich
fremden Materials im Herz. "Andere Arbeiten sind zu dem Ergebnis
gekommen, dass embryonale Stammzellen wahrscheinlich der beste Weg sind,
geschädigte Organe wiederherzustellen", so Mathur. Stammzellen können
auch aus anderen Quellen gewonnen werden, beispielsweise aus erwachsenem
Gewebe. Manche Wissenschaftler glauben, dass jene Stammzellen, die aus
Embryonen entnommen werden, das größte Potenzial für die medizinische
Verwendung darstellen. |
Seltene
Krankheitsgene entdeckt
Chromosom
14: Schlüssel für 60 Erkrankungen
Ein
internationales Forscherteam hat den Bauplan des Human-Chromosoms 14
entziffert. Das berichtet das Wissenschaftsmagazin Nature
http://www.nature.com in
seiner jüngsten Ausgabe. Damit ist es das vierte menschliche Chromosom, das
genetisch dekodiert wurde. Mit 87.410.661 DNS-Paaren ist es auch die bisher
längste zusammenhängende Gensequenz.
Wissenschaftler des Institute for Systems Biology in Seattle und des
französischen Genoscope-Zentrum haben 1.050 Gene am Chromosom entziffert.
Darunter befindet sich auch ein Gen, das mit der Entstehung von Alzheimer in
Verbindung gebracht wird. Nach Angaben der Forscher ist die Sequenzierung
diesmal so genau, dass es zu keinen fehlenden Angaben im Mapping gekommen sei.
Roland Heilig vom Genoscope-Centre National de Sequencage
http://www.genoscope.cns.fr
meinte gegenüber BBC, dass der so genannte
"goldene Standard" eingehalten worden sei. Damit meint der Forscher die
Definition von Krankheitsgenen auf molekularer Ebene. Das Chromosom 14 enthält
zwei Gene, die für das reibungslose Arbeiten des menschlichen Immunsystems
verantwortlich sind.
Insgesamt konnten die rund 100 Wissenschaftler, die seit fünf Jahren an dem
Projekt arbeiten, aber auch noch andere Krankheitsgene ausmachen. Dazu zählt
etwa das Usher Syndrom, eine erblich bedingte Kombination von
Netzhautdegeneration und Innenohrschwerhörigkeit, benannt nach dem englischen
Augenarzt Charles H. Usher, der 1914 die rezessive Vererbung des Syndroms
beschrieb. Auch die seltene aber tödlich verlaufende Niemann-Pick Erkrankung,
die auf einen Mangel der Aktivität eines Enzyms beruht, zählt dazu.
Bisher wurden im Zuge der genetischen Untersuchungen des Menschen bereits die
Chromosomen 20, 21 und 22 dekodiert.
Weitere Informationen zum Chromosom 14:
http://www.genoscope.cns.fr
Embryonale Stammzellen verwandeln sich zu Nervenzellen
Makaken-Stammzellen differenzieren sich zu
dopamin-produzierenden Neuronen
Forschern der Kyoto Universität unter der Leitung von Hiroshi Kawasaki ist
nach eigenen Angaben die Entwicklung eines Verfahrens gelungen, mit dem sich
embryonale Stammzellen in reife Gehirnzellen umwandeln lassen. Wie die
Forscher in der aktuellen Online-Ausgabe der Zeitschrift Proceedings of the
National Academy of Sciences (PNAS 99/2, 2002)
http://www.pnas.org berichten,
war die Methode im Affenversuch erfolgreich.
Die Wissenschaftler vermehrten die embryonalen Stammzellen von
Langschwanzmakaken (Macaca fascicularis) und schichteten diese auf so genannte
Stromazellen. Die Stammzellen differenzierten sich in der Folge zu
Dopamin-produzierenden Neuronen. Als bekannt gilt, dass z.B. die Stromazellen
von Mäusen die Fähigkeit besitzen, die Entwicklung embryonaler Stammzellen hin
zu neuronalen Vorläuferzellen und Neuronen voranzutreiben. Die Forscher
hoffen, dass durch die große Ähnlichkeit von Stammzellen bei Primaten ein
Versuch mit humanen embryonalen Stammzellen ähnlich vielversprechend verläuft.
Gen für saubere DNA-Reparatur entdeckt
Erkenntnisse sollen zu besseren Krebsbehandlungen führen
Zellbiologen haben in einem Projekt der niederländischen Organisation für
wissenschaftliche Forschung (NWO) http://www.nwo.nl ein Gen nachgewiesen, das der sauberen Reparatur der DNA
dient. Ohne dieses Gen repariere der Körper schadhafte Erbsubstanz weniger
sorgfältig, so die Wissenschaftler. Schlechte Reparaturen von
Doppelstrangbrüchen der DNA, Brüchen wie sie z.B. nach Bestrahlungen
entstehen, können zu Mutationen bzw. zur Tumorbildung führen. Die Forscher
hoffen, dass die Ergebnisse in Kombination mit künftigen Untersuchungen zur
besseren Behandlung von Krebs führen werden.
Die Forscher der Rotterdamer Erasmus Universität
http://www.fgg.eur.nl
simulierten eine Bestrahlung, indem sie die DNA von Mäusezellen gezielt
beschädigten. Bei jenen Mäusezellen, bei denen zuvor das Gen Rad54 unbrauchbar
gemacht wurde, entdeckten die Zellbiologen, dass diese viel häufiger als
normalerweise den DNA-Schaden unzureichend reparierten. Während in normalen
Mäusezellen höchstens 60 Prozent der Reparaturen auf unsorgfältige Art und
Weise erfolgen, stieg der Wert bei Zellen mit demoliertem Rad54 auf 80
Prozent. Die Forscher schlossen, dass das Gen Brüche sauber repariert und
dadurch Mutationen verhindert.
Derzeit beobachten die Forscher Patienten, die auf eine Bestrahlung
überreagieren. So könnte für jene Patienten, die jenes Gen nicht besitzen,
eine leichtere Bestrahlung gewählt werden. Zudem soll ein Experiment die
Reparatur von Kreuzverbindungen klären. Ein derartiger Schaden entsteht z.B.
nach Chemokuren mit Melphalan, Mitomycin C oder Cisplatin. Die Forscher
schalteten bei den Mäusen das Gen Snm1 aus und verabreichten ihnen in der
Folge eine kleine Dosis Mitomycin. Mäuse mit ausgeschaltetem Snm1 starben bei
einer niedrigeren Dosis als Mäuse mit intaktem Snm1. Vermutlich können Mäuse
mit ausgeschaltetem Snm1 die Kreuzverbindungen nicht richtig reparieren, so
die Forscher. Auch hier sollen Untersuchungen an Patienten, die stark auf eine
Chemotherapie reagieren, klären, ob auch hier auf ein gestörtes Snm1-Gen
geschlossen werden kann.
Die Reparatur von DNA-Brüchen kann auf drei Arten erfolgen. Die saubere
Art, die homologe Rekombination, repariert den Bruch, indem sie die
Informationen eines intakten DNA-Moleküls zum gebrochenen DNA-Molekül kopiert.
Die unsorgfältige Art bezeichnen Forscher als homologes Kleben. Dieser
Reparaturmechanismus kommt zur Anwendung, wenn dasselbe Stück DNA etwas weiter
in demselben DNA-Molekül vorhanden ist. Die Zelle entfernt das unversehrte,
zwischenliegende Stück DNA. Diese Art ist zwar weniger zeitintensiv, birgt
jedoch das Risiko, dass Informationen verloren gehen können. Bei der dritten,
einfachsten und unsorgfältigsten Möglichkeit werden die Enden um den Bruch
herum direkt aneinander geklebt.
Ultimative Stammzelle entdeckt
MAPCs sollen gleiches Entwicklungspotenzial wie embryonale
Stammzellen besitzen
Wissenschaftler der University of Minnesota
http://umn.edu haben im Knochenmark
von Mäusen und Ratten so genannte multipotente adulte Vorläuferzellen (MAPCs)
entdeckt, die das gleiche Entwicklungspotenzial wie die ethisch umstrittenen
embryonalen Stammzellen besitzen sollen. Diesen Typ Stammzellen entdeckte das
Team um Catherine Verfaillie auch in 70 von 100 Proben menschlicher
Knochenmarkspender, so ein Bericht des Fachmagazins New Scientist
http://www.newscientist.com
. Bisher gingen Forscher davon aus, dass sich adulte Stammzellen zwar weiter
entwickeln können, ihrer Differenzierbarkeit aber bei rund 200 verschiedenen
Gewebetypen im menschlichen Körper ein Ende gesetzt wird.
MAPCs besitzen wie embryonale Stammzellen die Fähigkeit, sich beinahe
endlos teilen zu können. Adulte Stammzellen hingegen haben für gewöhnlich nur
eine beschränkte Lebensdauer. Verfaillie kultivierte zwei Jahre lang mehrere
MAPCs-Zelllinien, ohne dass diese Zellen alterten. Unter geeigneten
Bedingungen, so die Hoffnung der Forscher, könnten MAPCs zu Muskeln, Knochen
und Knorpeln sowie zu verschieden Typen von Nervenzellen und anderen Geweben
differenzieren, um anschließend wieder implantiert zu werden.
Einen bedeutenden Unterschied zwischen MAPC und embryonalen Stammzellen
gibt es allerdings. MAPCs können nicht zu Krebszellen entarten, womit sie als
Ausgangsmaterial für Zell- und Gewebszüchtungen an Bedeutung gewinnen. Den
Beweis, dass die Zellen nicht nur differenzieren, sondern sich auch zu
funktionstüchtigen Zellen entwickeln, haben die Forscher allerdings noch nicht
erbracht.
Bis dato wurden die Forschungsergebnisse in keinem wissenschaftlichen
Fachmagazin veröffentlicht. New Scientist beruft sich auf zwei
Patentschriften, die beweisen sollen, dass das Team um Verfaillie umfangreiche
Experimente durchgeführt haben soll. Auch das Biotech-Unternehmen MorphoGen in
Kalifornien hat für sich beansprucht, als erstes entsprechende Stammzellen aus
der menschlichen Haut, den Muskeln und dem Knochenmark isoliert zu haben.
Gentherapie kann Chromosomenstruktur verändern
Neu arrangierte Chromosomenabschnitte und zusätzliche
Sequenzen im Laborversuch
Wissenschaftler der University of Washington
http://www.washington.edu
haben entdeckt, dass eine Gentherapie zur Veränderung der Chromosomenstruktur
führen kann. Bei einer Gentherapie wird mit Hilfe von Viren ein Gen in Zellen
des Patienten eingeschleust, um einen Gendefekt zu beheben. Eine Gentherapie
kann aber auch Schaden anrichten, wie die Forscher in der Online-Ausgabe der
Zeitschrift Nature Genetics http://www.nature.com/ng berichten. Bisher ist eine Gentherapie die
einzige Methode, genetisch bedingte Erkrankungen wie z.B. Mucoviszidose oder
Hämophilie zu therapieren.
Als Genfähre nutzen Forscher immer häufiger so genannte adenoassoziierte
Viren (AAV). Diese sollen im Gegensatz zu den üblicherweise auch eingesetzten
Adenoviren den Vorteil haben, das transportierte Gen in die Zell-DNA
einzubauen. Dadurch verlängert sich die Aktivität des Gens und wird bei
Zellteilungen an die Tochterzellen weitergereicht.
Im Laborversuch brachten die Forscher ein mit AAV übertragendes
Resistenzgen in Krebszellen ein und untersuchten jenen Chromosomen-Abschnitt,
der das fremde Gen enthielt. Das Gen wurde an verschiedenen Stellen des
Genoms, häufig im Chromosom 19 eingebaut. In vielen Fällen wiesen die Forscher
an den Insertionsstellen fehlende DNA-Sequenzen, neu arrangierte
Chromosomenabschnitte und zusätzliche Sequenzen, mit unbekanntem Ursprung,
nach. Ein nicht-zielgerichteter DNA-Einbau und damit die Veränderung der
Chromosomenstruktur könnte sowohl die Funktion des Gens als auch die Aktivität
benachbarter Gene beeinflussen, schließen die Forscher. Ungeklärt ist noch, ob
es durch den Einbau der Viren-DNA zu Chromosomenbrüchen kommt bzw. ob auch ein
DNA-Einbau in bereits vorhandene Bruchstellen erfolgt.
Da die Versuche an kultivierten Krebszellen durchgeführt wurden, müssen die
Forscher im nächsten Schritt klären, ob die Ergebnisse auch für normale Zellen
im lebenden Organismus übertragbar sind. Die Wissenschaftler fordern, sich im
Zuge weiterer klinischer Versuche der Gentherapie mit AAV, verstärkt dieser
Frage zu widmen.
Gen für häufigen Geburtsdefekt entdeckt
Forscher hoffen auf neue Behandlungsmöglickeiten bei
Embryonen
Wissenschaftler des Imperial College
http://www.ic.ac.uk und dem
Institute of Child Health des University College
http://www.ich.ucl.ac.uk
haben ein Gen entdeckt, das die Basisinformation für eine schwere Form von
Neuralrohrdefekten, die als Spina Bifida bezeichnet wird, liefern könnte.
Spina Bifida (gespaltener Rücken) gilt als einer der häufigsten
Geburtsdefekte. Die Ursachen der Erkrankung sind noch wenig geklärt.
Der Geburtsschaden zieht die Wirbelsäule und das Nervensystem in
Mitleidenschaft. Die Rückenwirbel und das Rückenmark werden nicht richtig
ausgebildet. Die Langzeitfolgen sind meist geschwächte oder gelähmte Beine und
Schwierigkeiten mit der Blasenkontrolle.
Das entdeckte Gen ist bei bestimmten Mäusearten, die für eine schwere Form
von Neuralrohrdefekten anfällig sind, mutiert. "Die Form ist eng verwandt mit
dem Defekt bei Menschen", erklärte Philip Stanier vom Imperial College.
Wissenschaftler gehen davon aus, dass dieses Gen eine wichtige Rolle im
Faltprozess der Zellen, die das Gehirn und das Rückenmark bilden, einnehmen.
Die Mehrheit dieser Mäusegene besitzt ein entsprechendes Gen beim Menschen.
Das Gen namens Lpp1 wurde schon entdeckt. Patienten mit einer Form des
Neuralrohrdefekts werden nun auf eine mutierte Form des Gens hin untersucht.
"Die Erkenntnis, dass einzelne Gene die normale Entwicklung der Neuralrohre
in Mäusen unterbinden können, bedeutet einen neuen Ansatz auf der Suche nach
Behandlungsmöglichkeiten", sagte Robert Winston, Direktor der F&E-Abteilung
des Hammersmith Hospitals. Derzeit besteht die einzige Maßnahme zur
Verhinderung des Geburtsdefekts in der Gabe von Folsäure an werdende Mütter.
Langfristig sollen Methoden entwickelt werden, um den Embryo bereits im
Mutterbauch zu behandeln.
Gentechniksicherheit holt Experten nach Wien
Internationale Organisationen diskutieren über umstrittene
Aspekte von Genprodukten
Experten aus Ländern der EU, USA und Kanada diskutieren von 19. bis 20.
Oktober über Fragen der Gentechniksicherheit. Organisatoren sind das Wiener
Umweltbundesamt http://www.umweltbundesamt.at und das Interuniversitäre Forschungszentrum
für Technik, Arbeit und Kultur aus Graz
http://www.ifz.tu-graz.ac.at . Im Zentrum des Workshops steht einer der
umstrittensten Aspekte in der Sicherheitsbewertung von gentechnisch
veränderten Lebensmitteln, das so genannte Konzept der Substanziellen
Äquivalenz. Ziel des Workshops ist es, weitere Verbesserungen der
Risikoabschätzung und der Sicherheit von Gentechnikprodukten zu erörtern.
Mehr als 50 Vertreter internationaler Organisationen wie FAO, WHO, OECD,
UNIDO, von nationalen Behörden, von Umwelt- und
Konsumentenschutzorganisationen sowie aus den Bereichen der
Agrarbiotechnologieindustrie und der akademischen Wissenschaft werden über
Vorteile, Praxiserfahrungen sowie Möglichkeiten zur Verbesserung des Konzepts
der Substanziellen Äquivalenz und damit der Sicherheitsbewertung von
gentechnisch veränderten Lebensmitteln insgesamt diskutieren. Der Workshop
findet im Rahmen eines von den Bundesministerien für Wirtschaft und Arbeit
sowie Soziale Sicherheit und Generationen geförderten Projektes statt, das die
Verbesserung der allergologischen und toxikologischen Sicherheitsbewertung bei
Gentechnikprodukten zum Ziel hat.
Im Juli dieses Jahres hat die Europäische Kommission einen Entwurf für eine
neue Regelung für Lebens- u. Futtermittel aus gentechnisch veränderten
Organismen vorgelegt. Demnach wird das in der wissenschaftlichen Diskussion
umstrittene Konzept der Substanziellen Äquivalenz weiterhin eine Rolle in der
Sicherheitsbewertung derartiger Produkte spielen. Nach der bisherigen Regelung
können Gentechniklebensmittel unter bestimmten Voraussetzungen als
substanziell äquivalent, d.h. als gleich sicher im Vergleich zu traditionellen
Lebensmitteln eingestuft werden.
Die Voraussetzungen sind jedoch nicht genau bestimmt, woraus eine
uneinheitliche Handhabung des Konzepts resultiert. Aus diesem Grund wird
dieses Konzept vor allem von seiten von Umwelt- und
Kosumentenschutzorganisationen kritisiert. Unbeabsichtigte möglicherweise
schädliche Nebeneffekte gentechnischer Veränderungen blieben so unentdeckt.
Auch wegen ungelöster Fragen in seiner praktischen Umsetzung ist das Konzept
der Substanziellen Äquivalenz vor allem in der EU umstritten. Trotzdem wurde
bereits eine Reihe von gentechnisch veränderten Lebensmittelprodukten auf
Basis dieses Konzepts in der EU zugelassen.
Stammzellen zur Selbsterneuerung anregen
Kombination von Knochenmark-Transplantation und Gentherapie
Die Selbsterneuerung von Stammzellen wollen Wissenschaftler der Universität
Hamburg http://www.uni-hamburg.de mit Hilfe der Gentherapie steuerbar machen. Die
Methode soll vor allem Knochenmark-transplantierten Patienten helfen.
Unterstützt wird das zweijährige Projekt von der Deutschen Krebshilfe
http://www.krebshilfe.de
mit knapp 375.000 Mark.
Blut besteht aus vielen verschiedenen Zelltypen, deren Vorstufe die
Stammzellen im Inneren des Knochenmarks bilden. Die Stammzellen besitzen die
Fähigkeit, sich entweder in reife Blutzellen zu differenzieren oder sich
ständig selbst zu erneuern. Damit garantieren sie die lebenslange Blutbildung.
Welchen Weg die Stammzellen bei ihrer Entwicklung einschlagen, hängt von
der Aktivität bestimmter Gene ab. Die Hamburger Wissenschaftler konzentrieren
ihre Forschung auf ein Gen aus der so genannten HOX-Genfamilie - HOXB4 -, die
nur in Stamm- und sehr frühen Vorläuferzellen aktiv ist. Mit zunehmender
Differenzierung zu reifen Blutzellen werden deren Gene nacheinander
abgeschaltet. In Experimenten mit Knochenmerk-transplantierten Mäusen hatten
kanadische Wissenschaftler bereits zeigen können, dass HOXB4 in hohem Maß an
der Regulation der Stammzell-Selbsterneuerung beteiligt ist: Gentherapeutisch
veränderte Blutstammzellen waren wieder in der Lage, schon innerhalb weniger
Wochen nach der Transplantation den Stammzellpool auf das natürliche Maß
aufzufüllen.
Das Experiment wollen die Hamburger Forscher mit menschlichen Stammzellen
wiederholen und Stammzellen, die transplantiert werden sollen, mit dem aktiven
HOXB4-Gen bestücken. Als Gen-Fähre dient ihnen ein Virus. Im Tiermodell prüfen
sie, ob auch die transplantierten, genveränderten humanen Stammzellen sich
wieder in natürlichem Maß vervielfältigen. Bis die Methode auch am Menschen
angewendet werden kann, ist es allerdings noch ein weiter Weg: Das ständig
aktive HOXB4-Gen steht im Verdacht, Fehler bei der Bildung der
unterschiedlichen Blutzellen und damit Blutkrebs (Leukämie) hervorzurufen. Die
Forscher gehen im Rahmen ihres Projekts deshalb auch der Frage nach, ob das
aktive HOXB4-Gen möglicherweise das Risiko der Leukämie-Entstehung erhöht.
Zur Behandlung verschiedener Krebsarten müssen Chemotherapeutika oftmals
sehr hoch dosiert werden. Die Medikamente zerstören jedoch nicht nur die
Krebszellen, sondern greifen auch die Zellen des blutbildenden Systems an,
einschließlich der Stammzellen im Knochenmark. Vor einer
Hochdosis-Chemotherapie entnehmen Mediziner den Betroffenen deshalb gesundes
Knochenmark und übertragen es nach der Behandlung zurück. Durch diese "autologe"
Knochenmark-Transplantation können die Patienten nach der Therapie wieder rote
und weiße Blutzellen sowie Blutplättchen bilden. Stammt das transplantierte
Knochenmark allerdings von einem Spender, sind die übertragenen Zellen meist
nicht mehr "teilungsfreudig" genug, um Blutzellen in ausreichender Menge zu
formen. Mögliche Folgen sind Blutarmut und Abwehrschwäche.
Blutzellen aus embryonalen Stammzellen hergestellt
Labor liefert in Zukunft Blut für Transfusionen
Forschern der University of Wisconsin-Madison
http://www.wisc.edu ist es
erstmals gelungen, undifferenzierte Stammzellen dazu anzuregen, sich in die
Vorläufer von Blutzellen zu verwandeln. Diese hämopoetischen Vorläufer-Zellen
entwickeln sich später in reifere Arten von Blutzellen wie weiße und rote
Blutkörperchen sowie Blutplättchen. Basierend auf derartigen Verfahren könnte
in Zukunft das für Transplantationen und Transfusionen notwendige Blut aus dem
Labor kommen, berichten die Proceedings of the National Academy of Sciences
http://www.pnas.org in ihrer
aktuellen Ausgabe.
Die Frage, wie aus embryonalen Stammzellen Blut entsteht, gehörte zu den
grundlegenden Fragen der Biologie. Die Forschungsergebnisse zeigen, laut dem
leitenden Wissenschaftler Dan Kaufman, eine effektive und effiziente
Möglichkeit, Blutzellen aus ihren Vorgängern zu gewinnen. In Gewebekulturen
setzte das Team undifferenzierte Stammzellen Knochenmark und anderen Zellen
sowie Wachstumsfaktoren aus, um die Entwicklung von Blutzellen anzuregen. Bei
den so genannten hämopoetischen Vorläufer-Zellen handelt es sich um Zellen,
die ausgeprägte biochemische Marker und Genprodukte aufweisen, die für Blut-
und Knochenmarkszellen charakteristisch sind. Kaufman betonte allerdings, dass
sich die Forschung noch in einem frühen Stadium befinde. Mit einer klinischen
Anwendung sei frühestens in einigen Jahren zu rechnen. Details: Eurekalert
http://www.eurekalert.org/pub_releases/2001-09/uow-scg083101.php
Menschen besitzen mehr Gene als angenommen
Amerikanische Analyse zählt 42.000
Die bisher auf etwa 30.000 geschätzte Zahl menschlicher Gene muss nach oben
korrigiert werden. Amerikanische Wissenschaftler ermittelten jetzt mithilfe
verbesserter Computerprogramme, die sämtliche vorliegenden Sequenzen nach
vermeintlichen Genen durchsuchten, mindestens 42.000 Gene - eine Zahl, die
schon bald weiter steigen könnte.
Anfang dieses Jahres hatten das internationale Forscherkonsortium des
Humangenomprojekts http://www.ornl.gov/hgmis und die amerikanische Firma Celera Genomics
http://www.celera.com ihre
mit verschiedenen Methoden erarbeitete so genannte "Arbeitsversion" des
menschlichen Genoms vorgelegt. Beide Unternehmen schlossen aus ihren eigenen
Daten, dass das Erbgut des Menschen etwa 30.000 Gene enthalte. Das wären nur
doppelt so viel wie beim Fadenwurm Caenorhabditis elegans und weit weniger als
die zuvor geschätzten Zahlen, die zwischen 60.000 und 140.000 lagen.
Michael Cooke und seine Mitarbeiter vom Genomics Institute of the Novartis
Research Foundation http://www.gnf.org haben jetzt die vorliegenden Daten neu analysiert und
in der Zeitschrift "Cell"
http://intl.cell.com veröffentlicht. Dabei stellte sich heraus, dass die
beiden Gruppen unterschiedliche Sets von Daten ermittelt hatten. In jeder der
Auflistungen gab es Gene, die in der anderen nicht enthalten waren. Nach neuer
Zählung kommt man danach auf mindestens 42.000 Gene. Cooke glaubt, dass diese
Zahl in den nächsten Jahren weiter steigen wird und will nicht ausschließen,
dass es am Ende 50.000 Gene sein könnten.
Auch die Zahl der Gene, die ursprünglich für das Genom der Fruchtfliege
Drosophila ermittelt wurde, ist inzwischen aufgrund verbesserter Sequenzdaten
und Analysemethoden um 1.000 gestiegen.
Reparatur-Protein hält gebrochene DNA
Erste detaillierte Darstellung von "Ku"
Forscher des Howard Hughes Medical Institute um Jonathan Goldberg
http://www.hhmi.org haben die
erste detaillierte Darstellung des Proteins "Ku" hergestellt, das für die
Identifizierung und Reparatur gebrochener DNA-Stränge verantwortlich ist. Das
Bild in der aktuellen Ausgabe von Nature
http://www.nature.com zeigt,
dass Ku die DNA hält, während sie mit großer Genauigkeit wieder zusammengefügt
wird.
Brüche in der Doppelstrang-DNA können zufällig als Folge von
Ionisierungsstrahlung oder absichtlich bei der für die Schaffung von
Lymphozyten notwendigen Gen-Mischung auftreten. Der Ku Herodimer gehört zu der
Familie von DNA-Reparaturproteinen, die für die Vollständigkeit des Genoms
verantwortlich sind. Begegnet Ku einem Schaden, löst es als Reparaturprozess
das so genannte Non-Homologous End Joining (NHEJ) aus, der die gebrochenen
Enden wieder zusammenfügt.
Bis jetzt war nicht klar, wie Ku genau zwischen gebrochenen Stellen und
intakter DNA unterscheidet. Goldberg
http://www.hhmi.org/research/investigators/goldbergjd.html und seine
Kollegen vom Memorial Sloan-Kettering Cancer Center
http://www.mskcc.org gingen
davon aus, dass die Beobachtung des Bindens von Ku an die DNA viele Fragen
beantworten würde. Mittels Röntgenkristallografie machten sie daher das
Wechselspiel zwischen Ku Herodimer und DNA sichtbar. Details:
http://www.hhmi.org/news/goldbergj.html
Aktuelle Gentechnik-Trends auf der "Biotechnika 2001"
Deutsches Humangenomprojekt mit eigenem Stand vertreten
Die aktuellen Trends in der Entwicklung der Gentechnik zeigt vom 9. bis 11.
Oktober die "Biotechnika"
http://www.biotechnica.de/index_d?channel=1 in Hannover. Unter dem Motto "From
Business to Success" erstreckt sich die internationale Fachmesse in diesem
Jahr erstmals über zwei Hallen und präsentiert von Grundlagen und Anwendungen
über Technologien und Produkte das gesamte Spektrum der Branche - inklusive
Lösungen für Marketing, Mergers und Firmengründungen sowie Börsengängen.
Das "Deutsche Humangenomprojekt" Berlin ist mit einem eigenen Stand in
Halle 2/H35 vertreten. Das menschliche Genom steht auch im Mittelpunkt des
Eröffnungssymposiums am ersten Messetag. Unter dem Titel "Das Erbgut ist
entziffert: Revolution im Gesundheitswesen" diskutieren Vertreter aus Politik,
Wissenschaft und Industrie über die Chancen und Risiken der Genomforschung.
Die deutsche Biotech-Industrie gilt mittlerweile als die drittgrößte der Welt.
Europaweite Genomforschung zu Rheuma beginnt
Koordination des Großforschungsprojekt liegt in Deutschland
Führende Wissenschaftler aus Schweden, Finnland, England, Deutschland,
Griechenland und der Schweiz werden in den nächsten drei Jahren
zusammenarbeiten, um die genetischen Grundlagen von Rheuma zu klären. Das
Großforschungsprojekt EUROME wurde kürzlich von der EU innerhalb des fünften
EU-Rahmenprogramms bewilligt und wird mit zwei Mio. Euro gefördert.
Eingereicht wurde das Projekt vom Institut für Immunologie der Universität
Rostock http://www.uni-rostock.de , das EUROME koordinieren wird. "Im Verbund der
Forschergruppen soll geklärt werden, welche genetischen Anlagen am Entstehen
von Rheuma beteiligt sind", erklärte Immunologe Hans-Jürgen Thiesen gegenüber
pressetext.deutschland.
Die Forschungspartner von EUROME werden vor allem an Mäusen und Ratten
erforschen, welche Genvarianten an der Entstehung der Autoimmunerkrankung
Rheuma beteiligt sind. Bei Mäusen kommen dafür 20 bis 40 Gene in Frage, so
Thiesen. Außerdem soll geklärt werden, welche Kombination dieser Gene in
Wechselwirkung zu bestimmten Umwelteinflüssen zum Ausbruch der Krankheit
führt.
Parallel zu EUROME fördert das Bundesministerium für Bildung und Forschung
http://www.bmbf.de die
Erforschung von Rheuma beim Menschen
http://www.proteome-alliance.de . Im Rahmen dieses Projekt arbeitet das
Institut für Immunologie mit dem Proteom-Zentrum Rostock zusammen.
Beide Projekte sollen letztendlich zu neuen Diagnose- und Therapieverfahren
zur Behandlung von Rheuma führen. Ein bis zwei Prozent der Menschheit leiden
an Rheuma.
Totipotenz embryonaler Stammzellen noch nicht widerlegt
Wissenschaftler wollen Experiment mit Primaten-Stammzellen
bestätigen
Menschliche embryonale Stammzellen könnten tatsächlich in der Lage
sein, sich zu vollständigen Lebewesen weiterzuentwickeln (Totipotenz). Das
vermuten Wissenschaftler der Universität Essen
http://www.uni-essen.de
. Sie wollen deshalb ein Experiment wiederholen, über das der renommierte
Stammzellexperte James A. Thomson 1996 in der Fachzeitschrift "Biology of
Reproduction" http://www.biolreprod.org/
berichtet hatte. Er experimentierte mit den Stammzellen von Weißbüscheläffchen.
Die Essener Wissenschaftler halten die bisherige Überzeugung, dass sich aus
embryonalen Stammzellen zwar "embryoide Körper", aber keine ganzen
Embryonen entwickeln können, für nicht ausreichend bewiesen.
In einer der Abbildungen zu Thomsons Aufsatz sahen die Essener
Wissenschaftler etwas, "das einem frühen Embryo auf verblüffende Weise
ähnlich war". Anstelle einer Zellmasse erkannten sie Dottersack, Amnionhöhle,
embryonale Membranen und Trophoblast. Darüber hinaus war auch ein so
genannter "Primitivstreifen" vorhanden gewesen. Thomson:
"Dieser entspricht ungefähr der Stufe der Primitivstreifen-Bildung im
normalen Primatenembryo." Der Primitivstreifen ist die erste und
wichtigste Symmetrieachse werdenden Lebens und Voraussetzung dafür, dass sich
ein Embryo im Muttergewebe festsetzen kann.
"Thomsons Versuch hätte in anderen Arbeitsgruppen wiederholt und
fortgesetzt werden müssen, um wirklich Aussagekraft zu erhalten", so
Hans-Werner Denker von der Universität Essen. "Das ist offenbar nicht
geschehen." Wie sich isolierte embryonale Stammzellen weiterentwickeln,
wollten die Wissenschaftler vielmehr in Versuchen mit Mäusen feststellen. Bei
den Experimenten hatten sich aber keine vollständigen Embryonen entwickelt.
Nach Denkers Überzeugung lässt dieses Ergebnis aber keine zuverlässigen
Schlüsse auf Primaten und Menschen zu, denn bei ihnen verläuft die frühe
Embryonal-Entwicklung ganz anders. Bei der Forschung mit embryonalen
Stammzellen müsse daher wie in Thomsons Untersuchungen eventuell die Bildung
ganzer Embryonenanlagen befürchtet werden, so Denker.
Für das Projekt genehmigte das Bundesamt für Naturschutz
http://www.bfn.de/
erst in der vergangenen Woche die Einfuhr embryonaler Stammzellen von
Rhesus-Affen. Sollten sich humane embryonale Stammzellen als totipotent
erweisen, dürften sie in Deutschland nicht für Forschungszwecke verwendet
werden - es sei denn, sie dienten der Erhaltung des Embryos. Das schreibt das
Embryonenschutzgesetz vor.
Neues Verfahren verbessert Regeneration von Neuronen
drastisch
Manipulation eines einzelnen Gens ist ausreichend
Das Steigern der Expression eines einzelnen für die Entwicklung
entscheidenden Gens verbessert die Regenerationsfähigkeit erwachsener
Neuronen drastisch. Eine Studie der University of Utah School of Medicine
http://www.med.utah.edu/som
ist zu dem Ergebnis gekommen, dass die intrinsischen Eigenschaften der
Neuronen eine wichtige Rolle bei der neuralen Regeneration spielen. Basierend
auf diesen Erkenntnissen sollen neue Ansätzen zur Behandlung der durch
Schlaganfälle, Verletzungen des Rückenmarks und ähnlicher Erkrankungen
entstandenen Schäden entwickelt werden. Journal of Neuroscience
http://www.jneurosci.org
Die Wissenschaftlerin Maureen L. Condic untersuchte, wie eine auf die
gesteigerte Produktion des Proteins Integrin abzielende gentechnische Veränderung
von erwachsenen Neuronen das Wachstum der Nervenfasern beeinflusst. Dieser
Ansatz gehört zu den ersten, die die fehlende Hälfte der so genannten
Regenerationsgleichung erforschen, nämlich die Eigenschaften der erwachsenen
Neuronen und nicht die Umgebung des Gehirns. Eurekalert
http://www.eurekalert.com/releases/aha-msg062501.html
Condic benutzte ein modifiziertes Adenovirus, um zusätzliche Kopien eines
Gens für eine Art von Integrin-Protein in die sensorischen Neuronen von
erwachsenen Ratten einzusetzen. Eine zweite Neuronen-Gruppe erhielt zusätzliche
Kopien eines anderen Integrin-Gens. Die zusätzlichen Gene produzierten in der
Folge Ingegrin-Werte, die mit jenen von neugeborenen Tieren vergleichbar
waren. Die Neuronen wurden dabei unter Bedingungen kultiviert, die dem
Nervensystem entsprechen. Die Wissenschaftlern maß dann den Umfang des
Wachstums der Nervenfasern der Neuronen mit den zusätzlichen Integrin-Genen
und verglich ihn mit dem neugeborener Ratten und Neuronen, die ein
Nicht-Integrin-Gen erhalten hatten.
Die Steigerung der Menge jedes Integrin-Proteins führte zu einer
drastischen Vermehrung des Wachstums der Nervenfasern. Dabei war die
Wachstumsrate laut Condic zehn mal höher als in früher veröffentlichten
Studien zu diesem Thema. Die Neuronen mit den zusätzlichen Integrin-Genen
konnten die Nervenfasern auch während des Vorhandenseins von
wachstumshemmenden Proteinen deutlich vermehren. Das Ausmaß des Wachstums war
dabei von jenem neugeborener Tiere nicht zu unterscheiden.
Fruchtfliegengene mit menschlichem Pendant entdeckt
Forscher hoffen auf bessere Therapiemöglichkeiten von
genetisch bedingten Erkrankungen
Biologen der University of California (UCSD)
http://www.ucsd.edu
haben in der Fruchtfliege – Drosophila melanogaster – 548 Gene
identifiziert, die beim Menschen mit größter Wahrscheinlichkeit jenen
entsprechen, die für mehr als 700 verschiedene genetische Erkrankungen eine
Rolle spielen. Die Entdeckung könnte neben einer näheren Bestimmung
krankheitsverursachender Gene bei Krankheiten wie Alzheimer, Taubheit oder
Krebs auch zu einem besseren Verständnis der zugrunde liegenden biochemischen
Mechanismen führen.
Wissenschaftler der UCSD screenten dafür jene Gene, die beim Menschen für
929 genetische Erkrankungen verantwortlich sind gegen Fruchtfliegengene. Zusätzlich
entdeckten die Forscher, dass mehr als 200 Gene der Fruchtfliege den
krankheitsverursachenden Gen-Counterparts so ähnlich sind, dass sie
wahrscheinlich die gleiche Funktion ausüben. Um dies zu beweisen, müssen in
Folge noch weitere Studien durchgeführt werden. Letztendlich könnten
Fliegengene für die Entdeckung von bis zu 1.000 der 5.000 bekannten
genetischen Erkrankungen beim Menschen eine Rolle spielen, so der Biologe
Ethan Bier.
Die Studie startete 1999 und begann mit der Erstellung der menschlichen
Gendatenbank, der Datenbank für Fliegengene und der von genetischen
Erkrankungen beim Menschen. Diese Datenbank namens Homophila
http://homophila.sdsc.edu
ging vergangenen Herbst online. Anschließend wurden jene genetischen Störungen
kategorisiert, die anhand der Drosophila-Fliege studiert werden sollten. Zu
den aufgenommen Erkrankungen zählten u.a. neurologische, immunologische,
kardiovaskuläre, metabolische Defekte sowie verschiedene Krebsformen. Die
anschließende Identifizierung gelang durch einen Vergleich der Aminosäuresequenzen.
"Die Fruchtfliege stellt ein ideales Modell für Genstudien dar , da
ihr genetisches System leicht verständlich ist. Zudem sind Fliegen billig und
pflanzen sich schnell fort", erklärte Studienautor und Humangenetiker an
der UCSD Lawrence Reiter. Dadurch sei es möglich Tausende Fliegen zu
untersuchen und Genmutationen, die für krankheitsverursachende Gendefekte
beim Menschen von Bedeutung sind, zu identifizieren.
Software beschleunigt Erkennung von Gendefekten
Computerprogramm scannt Mäuse-DNA
Wissenschaftler der Stanford University
http://www.stanford.edu
haben in Zusammenarbeit mit dem Pharmakonzern Roche
http://www.roche.com
eine Software entwickelt, die die Suche nach krankheitsverursachenden Genen
stark beschleunigen soll. Das Computerprogramm namens Digital Disease könnte
die Erforschung neuer Medikamente für genetische Erkrankungen deutlich voran
treiben.
"Die Idee des Programms ist denkbar einfach", so der Chemiker
Jonathan Usuka von der Stanford Uni. Die Software scannt Datenbanken, die
digitalisierte DNA-Molekül-Abbildungen enthalten. Anschließend spürt sie
Gen-Unregelmäßikeiten auf, die für Erkrankungen wie Krebs oder Diabetes
verantwortlich sein könnten. Die Schnelligkeit des Programms erklärt sich
dadurch, dass die DNA von Mäusen und nicht Daten des menschlichen Genoms
durchsucht werden. "Mäuse-DNA und die menschliche Erbsubstanz sind zu 80
Prozent genetisch ident", so Usuka.
Gene befinden sich auf Chromosomen, die wiederum aus DNA-Molekülen
bestehen. Jedes Gen besteht aus Tausenden chemischen Untereinheiten, den
Nukleotiden. Die Sequenz der Untereinheiten bestimmt sowohl den Menschen als
auch Mäuse von den Haaren bis zu den Augen. "Digital Disease"
lokalisiert Veränderungen der Nukleotide. Die betreffenden Mutationsstellen
bezeichnen Forscher als so genannte "einzelne Nukleotid-Polymorphismen"
(in der englischen Abkürzung: "SNPs"). Es müssen jene SNPs
"zur Strecke gebracht werden", die für Maus und Mensch schädlich
sind, so der Chemiker.
Im Versuch verbuchte die Software bereits Erfolge und prognostizierte exakt
jene drei Chromosomen-Stellen, die Lymphom-verursachende Gene tragen. Zusätzlich
machte "Digital Disease" eine vierte Stelle aus, die laut Usuka den
Weg zu einer neuen Lymphom-Forschung ebnen kann. "Dennoch ist die
Software kein Ersatz für die Laborforschung. Aber die Zahl der Versuchstiere
kann von einigen Hunderten auf eine Handvoll verringert werden", betonte
der Entwickler.
Genmanipulation hilft Blutern
Hautzellen werden im Reagenzglas mit Blutgerinnungsfaktor
VIII-DNA versetzt
Wissenschaftlern in Boston ist es mit Hilfe der Genmanipulation
gelungen, einige Auswirkungen der Hämophilie A – der Bluterkrankheit -
umzukehren, wie BBC http://news.bbc.co.uk
berichtet. Dafür entnahmen sie den Patienten Hautzellen, deren DNA keinen
Blutgerinnungsfaktor VIII bildet. Anschließend wurden Bindegewebszellen aus
den Hautzellen, so genannte Fibroblasten, isoliert und mit DNA, die den Faktor
VIII produziert, "zwangsernährt".
Die Fibroblasten wurden in Reagenzgläsern gezogen und in das bauchnahe
Gewebe gepflanzt. Tests an sechs Freiwilligen waren in vier Fällen
erfolgreich. Die Patienten benötigten weniger Injektionen, um unkontrollierte
Blutungen zu vermeiden. Bei den anderen zwei Patienten war der
Blutgerinnungsfaktor VIII-Wert zumindest so hoch, dass der Schweregrad der
Erkrankung bereits als "moderat" bezeichnet werden konnte. Zehn
Monate nach dem Experiment waren die Zeichen der Besserung allerdings
verschwunden. Die Ergebnisse für weitere Patienten stehen noch aus.
"Nichtsdestotrotz ist die Technik der Zelltransplantation sicher und
wahrscheinlich haben die Zellen eine dauerhafte Wirkung", sagte David
Roth, leitender Hämophilie-Forscher des Beth Israel Deaconess Medical Centre.
Es erreiche zwar keiner die normalen Faktor VIII-Werte, das sei auch nicht das
Ziel gewesen, so Roth.
Im nächsten Schritt wollen die Forscher sicher stellen, dass es zu keiner
Abstoßung der transplantierten Zellen durch den Körper kommt. Die
Gesellschaft für Hämophilie
http://www.haemophilia.org.uk
begrüßt die positiven Ergebnisse, "da jede neue Methode herkömmliche
invasive Behandlungen umgeht", so die Geschäftsführerin der Karin
Pappenheim der Gesellschaft für Hämophilie. Bluter benötigen regelmäßige
Injektionen mit dem Blutgerinnungsfaktor VIII. Dies verursacht jedem Patienten
Kosten von rund 100.000 Dollar jährlich.
Hämophilie beruht auf Fehlern in einem der zahlreichen Proteine, die sich
bei einer Verletzung von Blutgefäßen an die Membranen der Blutplättchen
heften. Diese Blutgerinnungsfaktoren unterstützen die Bildung des
faserartigen Proteins Fibrin, aus dem Gerinnsel vorwiegend bestehen. Die
Mechanismen im Allgemeinen sind gut untersucht und bekannt. Die Anheftung an
die Membranen als erster Schritt ist aber noch rätselhaft. Bei den
Betroffenen verursachen selbst kleine Wunden unkontrollierbare Blutungen.
