Kurz und infor­ma­tiv: Medi­zi­ni­sche Kurzmeldungen

25.10.2020 | Medizin

Chip misst gleich­zei­tig Impulse von Tau­sen­den Neuronen

Wis­sen­schaf­ter der Eid­ge­nös­si­schen Tech­ni­schen Hoch­schule Zürich (ETH) ent­wi­ckel­ten einen hoch­sen­si­blen Chip für die Mes­sung der Signal­ak­ti­vi­tät unzäh­li­ger Neu­rone – bei­spiels­weise bei Stamm­zel­len, Myo­kard­zel­len oder der Retina in Zell­kul­tur­scha­len. Die Impulse der Ner­ven­zel­len sind äußerst schwach und daher nur schwie­rig zu ver­stär­ken. Die For­scher kom­bi­nier­ten im Chip kleine Ver­stär­ker, mit denen sich Signale von 20.000 Elek­tro­den zeit­gleich aus­le­sen las­sen, mit einem leis­tungs­fä­hi­ge­ren, gro­ßen Ver­stär­ker. Der Chip ermög­licht es, Ner­ven­zel­len in Kul­tur­scha­len wach­sen zu las­sen und mit Hilfe der Chips am Boden der Schale jede ein­zelne Zelle des Neu­ro­nen-Netz­wer­kes zu unter­su­chen. Wäh­rend bis­her maximal 50 Ner­ven­zel­len ver­mes­sen wer­den konn­ten, sind nun detail­lierte Mes­sun­gen an mehr als 1.000 Zel­len in einer Kul­tur mög­lich. Damit könnte künf­tig die Wirk­sam­keit von Medi­ka­men­ten gegen M. Par­kin­son oder gegen Depres­sio­nen getes­tet wer­den. APA/​Nature Communications

Immun­the­ra­pie wirkt auch beim Prostatakarzinom

Eine glo­bale kli­ni­sche Stu­die mit dem huma­ni­sier­ten mono­k­lo­na­len IgG1-Anti­kör­per Ipi­li­mumab ergab, dass die­ser Check­point-Inhi­bi­tor, der das Immun­sys­tem für die Bekämp­fung von Tumor­zel­len akti­viert, auch bei Pro­sta­ta­krebs wirkt. Ipi­li­mumab blo­ckiert die Abschal­tung des immun­sup­pres­si­ven Mole­küls CTLA‑4, so der Onko­loge Univ. Prof. Michael Krai­ner von der Uni­ver­si­täts­kli­nik für Innere Medi­zin I der MedUni/​AKH Wien, der an der Stu­die betei­ligt war. Im Zuge des­sen erhiel­ten 799 Pati­en­ten mit einem Pro­statakar­zi­nom aus den USA, Kanada, Süd­ame­rika, Aus­tra­lien und Europa in einer 1:1‑Ratio eine Kno­chen-gerich­tete Strah­len­the­ra­pie, danach bis zu vier Injek­tio­nen Ipi­li­mumab (10 mg/​kg Kör­per­ge­wicht) oder ein Pla­cebo. In der ers­ten Aus­wer­tung gab es keine sta­tis­ti­sche Signi­fi­kanz. Jedoch zeigte die Lang­zeit­ana­lyse, dass unter dem IgG1-Anti­kör­per das Lang­zeit­über­le­ben nach 3,4 und fünf Jah­ren zwei- bis drei­mal grö­ßer war als in der Pla­cebo-Gruppe. Bis­her war Ipi­li­mumab für die Behand­lung des fort­ge­schrit­te­nen Melanoms sowie von Lun­gen- und Bla­sen­krebs zuge­las­sen. Med­Uni Wien/​European Urology

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weni­ger Wirk­stoff wird benö­tigt, wenn ein Medi­ka­ment ziel­ge­nau mit Hilfe von Ultra­schall­wel­len frei­ge­setzt wird. For­scher der Eid­ge­nös­si­schen Tech­ni­schen Hoch­schule Zürich (ETH) brach­ten Neu­ro­hemm­stoffe in kugel­för­mige Lipidbläs­chen ein und rei­cher­ten sie mit Ultra­schall­wel­len gezielt im Gehirn von Rat­ten an. Die Trä­ger wur­den anschlie­ßend mit höhe­rer Ultra­schall-Ener­gie zum Plat­zen gebracht, wodurch der Wirk­stoff frei­ge­setzt wurde. APA/​Nature Communications

Corona-Virus: Erkran­kung ab rund 500 Viren 

Durch­schnitt­lich 500 Corona-Viren hat eine an COVID-19 erkrankte Per­son abge­kom­men, berich­tet Andreas Bergtha­ler vom For­schungs­zen­trum für Mole­ku­lare Medi­zin (CeMM) in Wien. Dem­nach kann nur eine so hohe Zahl an Viren die Krank­heit aus­lö­sen. Im Rah­men einer Stu­die haben die Wis­sen­schaf­ter das Erb­gut der Viren bei Über­trä­gern und den Infi­zier­ten unter­sucht. Trägt der Infi­zierte nur wenige Virus-Vari­an­ten und ist trotz­dem krank, ist nur der Kon­takt mit weni­gen Viren gefähr­lich. Sind beim Über­trä­ger jedoch viele Virus-Vari­an­ten zu fin­den, sind viele Viren nötig, um die Krank­heit aus­zu­lö­sen. Den Berech­nun­gen der Wis­sen­schaf­ter zufolge wer­den gut 500 Viren pro Infek­tion über­tra­gen. Zum Ver­gleich: Bei HIV geht man davon aus, dass ein ein­zel­nes Virus reicht, um eine Neu­in­fek­tion zu star­ten. APA

Orbi­fron­ta­ler Kor­tex ent­schei­det über Flexibilität

Zel­len des orbi­fron­ta­len Kor­tex in der Groß­hirn­rinde kön­nen Neu­ro­nen so umpro­gram­mie­ren, dass sie sich fle­xi­bel an äußere Umstände anpas­sen kön­nen. Das konn­ten Neu­ro­wis­sen­schaf­ter um Prof. Frit­jof Helm­chen vom Insti­tut für Hirn­for­schung der Uni­ver­si­tät Zürich am Maus­mo­dell zei­gen. Für die Simu­la­tion des Umler­nens belohn­ten die Wis­sen­schaf­ter die Mäuse, wenn sie Zucker­was­ser von grob­kör­ni­gem Sand­pa­pier schleck­ten. Kos­te­ten sie von fein­kör­ni­gem Sand­pa­pier, ertönte ein unan­ge­neh­mes Geräusch. Anschlie­ßend erhiel­ten die Tiere die Beloh­nung nur von der fein­kör­ni­gen Vari­ante. Die Nager stell­ten sich rasch auf das neue Mus­ter um. Wäh­rend des Umler­nens war in ihren Gehir­nen eine Zell­gruppe im orbi­fron­ta­len Kor­tex aktiv. Nach geziel­ter Aus­schal­tung des Are­als ver­schwand auch die Adap­ti­ons­fä­hig­keit der Mäuse. Diese Erkennt­nisse las­sen sich mög­li­cher­weise auf das mensch­li­che Gehirn umle­gen und könn­ten zu einem bes­se­ren Ver­ständ­nis von Schi­zo­phre­nie oder Autis­mus füh­ren. APA/​Nature

Kalte Glied­ma­ßen bei Migräne: Indi­ka­tor für kar­dio­vasku­lä­res Risiko

Eine Fall-Kon­troll-Stu­die aus den Nie­der­lan­den gibt Hin­weise dar­auf, dass vasku­läre Beschwer­den wie kalte Hände und Füße bei Migräne-Pati­en­ten das Risiko für Herz-Kreis­lauf-Erkran­kun­gen erhö­hen könn­ten. Wis­sen­schaf­ter des Lei­den Uni­ver­sity Medi­cal Cen­ter und des Eras­mus Uni­ver­sity Medi­cal Cen­ter Rot­ter­dam befrag­ten 1.084 Migräne-Betrof­fene und 248 Kon­troll-Pro­ban­den zwi­schen 22 und 65 Jah­ren zu kal­ten Glied­ma­ßen, Schlaf­qua­li­tät und Kopf­schmerz. Frauen berich­te­ten häu­fi­ger von Tem­pe­ra­tur­emp­find­lich­keit und kal­ten Extre­mi­tä­ten in einer Migräne-Epi­sode; bei Män­nern trat die­ser Effekt nicht auf. Frauen mit kal­ten Glied­ma­ßen hat­ten auch mehr – teils mit Schlaf­schwie­rig­kei­ten asso­zi­ierte – Migräne-Atta­cken als weib­li­che Teil­neh­mer ohne das Sym­ptom. In wei­te­ren Unter­su­chun­gen soll geklärt wer­den, inwie­fern kalte Hände und Füße Prä­dik­to­ren für kar­dio­vasku­läre und zere­bro­vasku­läre Ereig­nisse dar­stel­len. Euro­pean Jour­nal of Neurology

Minia­tur-Organe durch Bioprinting

Erst­mals ist Wis­sen­schaf­tern die Ent­wick­lung klei­ner Organe aus Stamm­zel­len gelun­gen. Das Team der ETH Lau­sanne (EPFL) um Bio­me­di­zin-Inge­nieur Prof. Mat­thias Lütolf ver­wen­dete dazu Bio­prin­ter, die anders als her­kömm­li­che 3D-Dru­cker bio­lo­gi­sche Tinte oder Gele zum Ein­kap­seln der leben­den Zel­len nut­zen. Die For­scher instal­lier­ten auf einem Mikro­skop-Tisch eine Platte mit einem Gel und ent­war­fen ein Gerät, das die leben­den Zel­len mit einer dün­nen Düse ansaugt. Nach­dem die For­scher Darm-Stamm­zel­len aus­ge­sät hat­ten, began­nen die Zel­len – nicht wie bis­her in win­zi­gen Hohl­ku­geln – son­dern sich als röh­ren­för­mi­ges Gewebe zusam­men­zu­set­zen. Auf diese Weise konn­ten auch Teile des Magens, des Duo­den­ums und des Dick­darms gebaut wer­den, die die For­scher mit­ein­an­der ver­ban­den. „Mit dem neuen Ansatz gelingt es, ver­schie­dene Zell­ty­pen zu kom­bi­nie­ren und auf unter­schied­li­che Weise anzu­ord­nen“, erklärte Lütolf. APA/​Nature Materials

Mecha­ni­sche und che­mi­sche Wel­len steu­ern Wundheilung

Anhand eines mathe­ma­ti­schen Modells berech­nete ein Team um Phy­si­ker Edouard Han­nezo vom Insti­tute of Sci­ence and Tech­no­logy (IST) Aus­tria in Klos­ter­neu­burg, wie neue Haut­zel­len nach einer Ver­let­zung zur Wunde fin­den. Das Inter­vall von zwei sich gegen­sei­tig ver­stär­ken­den zeit­ver­setz­ten Wel­len ist dafür rich­tungs­wei­send. Die Zel­len neh­men ein Drü­cken oder Zie­hen der Nach­bar­zel­len wahr. Dabei lässt die mecha­ni­sche Welle (Dich­te­welle) die Zel­len näher zusam­men­rü­cken. Jedoch hat die Zelle dabei keine Mög­lich­keit, die Rich­tung zu erken­nen, aus der die Wunde kommt und auch keine Infor­ma­tion über den Ort der Wunde. Diese Infor­ma­tion kommt von der zwei­ten – che­mi­schen – Welle, die Zell­pro­te­ine akti­viert und so die Geschwin­dig­keit der Zell­be­we­gung steu­ert: Schnell, wenn sie in Rich­tung Wunde gezo­gen wer­den; lang­sam, wenn sie weg­ge­scho­ben wer­den. Die im Com­pu­ter­mo­dell pro­gnos­ti­zier­ten Pro­zesse konn­ten im Zell-Expe­ri­ment bestä­tigt wer­den. APA/​Nature Physics

© Öster­rei­chi­sche Ärz­te­zei­tung Nr. 20 /​25.10.2020