Wenn wir globale Herausforderungen lösen wollen, reichen die klassischen Lösungsansätze nicht aus. Biointelligenz, Biologische Werkzeuge und Technologien könnten zu Treibern für Innovationen in der Produktionstechnik von morgen werden. Die drei Fraunhofer-Institute IPA, IGB und IVV forschen an biointelligenten Robotern mit chemosensorischen Fähigkeiten.

Chronisch Lymphatische Leukämie (CLL) ist die häufigste Leukämie-​Form im Erwachsenenalter. Die bösartigen Tumoren unterscheiden sich von Patient*in zu Patient*in, weshalb für eine individuelle Therapie eine genaue Analyse des Tumorgenoms und der Funktion der defekten Gene notwendig ist.

Wissenschaftler der Abteilung Biochemie am Mannheim Institute für Innate Immunoscience (MI3) der Medizinischen Fakultät Mannheim der Universität Heidelberg haben eine Methode entwickelt, mit der sie erstmals die Dauer der Beladungszeit neu synthetisierter Boten-RNA (mRNA) mit Ribosomen in der Zelle messen können.

PixelBiotech GmbH - 27.07.2021

Mit Cytogenetik und KI auf Spurensuche

Das Start-up PixelBiotech kombiniert Fluoreszenztechniken mit Künstlicher Intelligenz, um DNA und RNA in medizinischen Proben aufzuspüren. HuluFISH heißt die Methode, die unzählige Anwendungsmöglichkeiten zulässt – angefangen vom Nachweis von Virusinfektionen wie COVID-19 oder der Afrikanischen Schweinegrippe bis hin zur Qualitätskontrolle gen- und immuntherapeutischer Verfahren in der Krebsmedizin.

Um eine Infektion mit dem Coronavirus zu diagnostizieren, erfolgt üblicherweise ein Rachenabstrich und der Nachweis genetischen Virusmaterials mithilfe einer hochempfindlichen PCR. Allein in Deutschland wurden bisher mehr als 65 Millionen dieser Tests durchgeführt. Durch die weltweit massive Zunahme an Testungen und gleichzeitigem Produktionsausfall kam es in der Anfangszeit der Pandemie zu einem erheblichen Engpass an Testmaterialien.

Das Auslesen der Erbinformation gehört zu den wichtigsten Prozessen in Körperzellen. Unterlaufen bei der so genannten Gentranskription und der daraus folgenden Protein-Produktion Fehler, können Krebserkrankungen sowie Stoffwechsel- und Entwicklungsstörungen entstehen. Um neue Medikamente oder Therapien für solche Krankheiten zu entwickeln, ist also eine genaue Kenntnis der molekularen Abläufe im Zellinneren wichtig.

Blutbildende Stammzellen sind der Ursprung aller verschiedenen Blutkörperchen. Wie und wo entscheidet sich aber, zu welcher Art von Blutzelle sich eine Stammzelle entwickelt? Ein Forscherteam unter Leitung von Wissenschaftlern am Nationalen Centrum für Tumorerkrankungen (NCT) in Dresden und Heidelberg ist der Antwort auf diese Frage nun einen Schritt nähergekommen.

Eine gemeinsame Mikrobiom-Studie des Instituts für Medizinische Genetik und Angewandte Genomik des Universitätsklinikums Tübingen und der Weill Cornell Graduate School in New York entdeckte weltweit Tausende neue Bakterien und Viren. Mit der Erforschung dieser Proben können die Forscherinnen und Forscher, die dem internationalen MetaSUB-Konsortium angehören, antibiotikaresistente Stämme identifizieren und neue Medikamente entwickeln.

Hirntumorzellen, die eine bestimmte, häufige Mutation tragen, programmieren einwandernde Immunzellen um und lähmen dadurch im Gehirn die körpereigene Abwehr gegen den Tumor. Das entdeckten Wissenschaftler aus Heidelberg, Mannheim und Freiburg und fanden gleichzeitig einen Weg, wie sie das lahmgelegte Immunsystem wieder gegen den Tumor aktivieren können.

Impfstoffentwicklung - 25.05.2021

Impfstoffe – Hoffnungsträger in der Bekämpfung von Pandemien

Nachdem Impfstoffentwicklung für die großen Pharmakonzerne lange als wenig lukrativ angesehen worden war, nimmt sie im Zuge der Bekämpfung der Covid-19-Pandemie einen unvorhergesehenen Aufschwung. Zu den Gewinnern im Wettkampf um wirksame Corona-Vakzinen gehören Impfstoffe auf der Basis der RNA-Technologie. Von diesem Boom sollte auch die Entwicklung dringend benötigter Impfstoffe gegen zahlreiche andere Infektionskrankheiten profitieren.

Ein bestimmter Typ der zum Immunsystem zählenden dendritischen Zellen ist bei Mäusen und Menschen verantwortlich für die Gewebeschäden, die bei der Leberentzündung NASH (nicht-alkoholische Steato-Hepatitis) auftreten. Die dendritischen Zellen stiften T-Zellen zu aggressivem, entzündungsförderndem Verhalten an. Dies entdeckten nun Wissenschaftler vom Deutschen Krebsforschungszentrum gemeinsam mit Kollegen von israelischen Forschungseinrichtungen.

Induzierte pluripotente Stammzellen (iPSC) sind geeignet, um die verantwortlichen Gene zu entdecken, die komplexen und auch seltenen genetischen Erkrankungen zugrunde liegen. Dies konnten Wissenschaftler vom Deutschen Krebsforschungszentrum (DKFZ) und vom Europäischen Laboratorium für Molekularbiologie (EMBL) gemeinsam mit internationalen Partnern erstmals mit einer Untersuchung an iPS-Zelllinien von fast tausend Spendern zeigen.

In den letzten zwei Jahren hat das Institut für Medizinische Genetik und Angewandte Genomik des Universitätsklinikums und der Medizinischen Fakultät Tübingen in dem Pilotprojekt „Genome First“ – unterstützt durch die Firma Illumina – die Genomsequenzierung und -Analytik erfolgreich in die klinische Diagnostik eingeführt.

RNA-Interferenz gegen Krebs - 14.01.2021

Neuentdeckte RNA als Wachstumstreiber in Leberkrebs

Nutzlos scheinen sie nicht zu sein, wie lange angenommen wurde: Nicht-kodierende RNA-stücke, die keinen Bauplan für Proteine enthalten, einige werden mit bestimmten Krankheiten in Zusammenhang gebracht. Prof. Dr. Sven Diederichs vom Deutschen Konsortium für Translationale Krebsforschung sowie dem DKFZ Heidelberg forscht auch am Uniklinikum Freiburg an diesen Molekülen und entdeckte eine ncRNA, die die Zellvermehrung in Krebszellen reguliert.

Atriva Therapeutics - 21.10.2020

Pionier eines COVID-19-Medikaments in Phase II – mit doppelter Schlagkraft

Die effektive Behandlung COVID-19-Erkrankter ist Ziel in der Corona-Pandemie. Gleich zweifach kann der Wirkstoff ATR-002 unterstützen, der sich gegen RNA-Viren wie Influenzavirus und SARS-CoV-2 richtet: Er hemmt die Virusvermehrung und lenkt in der Immunantwort entscheidend ein. Damit nicht genug, denn der von Atriva Therapeutics entwickelte Kandidat ist aufgrund seines zellulären Wirkmechanismus von Virusmutationen und -resistenzen unabhängig.

CureVac AG - 02.06.2020

CureVac als Pionier der mRNA-Technologie – Was steckt hinter dem neuartigen COVID-19-Impfstoff?

Alle Augen richten sich auf Impfstoffe gegen das Coronavirus. Pionierarbeit leistet hier das Tübinger Unternehmen CureVac, das voraussichtlich im Juni mit einem Impfstoffkandidaten in die klinische Phase startet. Gleichzeitig läuft die erste Produktion. Doch damit nicht genug: Die neuartige mRNA-Technologie kann auch die Therapie von Krebs- und Stoffwechselerkrankungen revolutionieren. Was macht die Methode so besonders?

Trenzyme GmbH - 20.05.2020

Das SARS-CoV-Spike Protein und sein Rezeptor

Mithilfe seines Spike-Proteins bindet SARS-CoV-2 an den Rezeptor ACE2 auf den Zelloberflächen des Lungengewebes. Weitere Kofaktoren sind nötig, damit das Virusgenom in die Zellen eindringen und vermehrt werden kann. Die Kenntnis dieser Zusammenhänge kann helfen, den Verlauf der Infektion zu verstehen und Gegenstrategien zu entwickeln. Das Unternehmen Trenzyme hat dazu ein rekombinantes Spike-Protein zur Unterstützung der Forschung hergestellt.

Bioinspirierte Technologien - 03.04.2020

Diagnostik mit der Genschere –auch für Vor-Ort-Tests auf COVID-19?

Die Genschere CRISPR-Cas gilt als eine der bedeutendsten molekularbiologischen Entwicklungen der letzten Jahre. Mit ihrer Hilfe können Nukleinsäuren nahezu beliebig editiert werden. Nun haben Freiburger Forscher die Methode erstmals in Deutschland auch erfolgreich zu diagnostischen Zwecken eingesetzt und mithilfe eines Biosensors ohne vorherige Amplifikation microRNA als Marker für Tumoren aufgespürt.

Dossier - 06.12.2019

Mikrobiom: Menschliche Gesundheit eng mit Mikroben-WG vernetzt

Der Mensch beherbergt 1,3-mal so viele Mikroorganismen wie er Körperzellen hat. Diese mikrobielle Gemeinschaft beeinflusst, wie wir unsere Nahrung verdauen, wie aktiv unser Immunsystem ist, aber auch, ob wir eher ängstlich oder neugierig sind. Mittlerweile wird eine Reihe von Erkrankungen mit einem gestörten Mikrobiom in Verbindung gebracht. Bis das Wissen für Therapien genutzt werden kann, müssen Forscher noch einen weiten Weg gehen.

Fachbeitrag - 22.03.2019

Personalisierte Therapieansätze bei metastasiertem Brustkrebs

Brustkrebs zeichnet sich durch große genetische Vielfalt aus. Eine erfolgreiche Behandlung wird noch dadurch erschwert, dass sich bei fortgeschrittenem Brustkrebs die Metastasen in ihren Eigenschaften oft wesentlich vom Primärtumor unterscheiden. Im Rahmen der Heidelberger CATCH-Studie werden nun von Metastasen-Gewebeproben der Patientinnen genetische Profile erhoben, nach denen für jede Person eine maßgeschneiderte Therapie ausgewählt wird.

Fachbeitrag - 29.01.2019

Gezielte RNA-Editierung mit körpereigener Enzymaktivität

Mit der Entwicklung der CRISPR/Cas-Methode zur gezielten Veränderung des Erbguts eröffneten sich ganz neue Möglichkeiten für Forschung und Gentherapie. Allerdings ist eine Behandlung mit der Genschere nicht ganz ohne Risiko, da eventuell auftretende Fehler für immer im Erbgut gespeichert werden. Tübinger Wissenschaftler haben eine alternative Methode entwickelt, bei der der Eingriff auf RNA-Ebene mit Hilfe körpereigener Enzyme erfolgt und damit…

Dossier - 10.11.2014

Zell- und Gentherapien Aus der Forschung in die Klinik

Während die Zelltherapie bei manchen Blutkrebsarten ein Standardverfahren geworden ist, befinden sich die meisten zelltherapeutischen und gentherapeutischen Ansätze zur Behandlung von Erb- und Stoffwechselkrankheiten, neurodegenerativen Erkrankungen oder Krebs noch in experimentellen Phasen oder frühen klinischen Studien. Erfolge lassen hoffen, dass Zell- und Gentherapien wichtige Beiträge zur Behandlung unheilbarer Krankheiten leisten werden.

Dossier - 28.04.2014

Data-Mining Neue Chancen für Medizin und Gesundheit

In der Forschung und im Gesundheitswesen werden riesige Datenmengen erzeugt, die sinnvoll ausgewertet werden müssen. Dies macht die PC-gestützte Extraktion relevanter Daten unter Einsatz statistischer Methoden nötig. Dieses Verfahren, das Data-Mining, ermöglicht es, Muster in großen Datenmengen zur erkennen. Besonders relevant ist Data-Mining z.B. beim Einsatz von High-Throughput-Verfahren und Visualisierungstechniken sowie in der Telemedizin.

Dossier - 10.03.2014

Krebstherapie und Krebsdiagnostik

Patienten, die an Krebs erkranken, haben heute längere und bessere Überlebensaussichten als noch vor wenigen Jahren. Noch immer lassen sich aber manche - besonders stark metastasierende - Krebsarten nur sehr schwer behandeln. Therapien, die an Immunzellen oder Krebsstammzellen ansetzen, könnten in Zukunft helfen. Früherkennungsdiagnostik ist für eine erfolgreiche Behandlung von größter Bedeutung.