Nanodisks aus Erythrocyten-Membranen neutralisieren Bakterien-Toxine. Winzige scheibenförmige Membranstückchen, sogenannte Nanodisks, eröffnen interessante Perspektiven für die Nanomedizin. Während sie bisher meist aus synthetischen Lipiden und Proteinen hergestellt werden, stellt ein Forschungsteam in der Zeitschrift Angewandte Chemie jetzt Nanodisks auf Basis von Zellmembranen menschlicher roter Blutkörperchen vor, die gefährliche bakterielle Toxine neutralisieren können. Nanodisks sind scheibenförmige Lipid-Doppelschichten mit Durchmessern meist unterhalb von 20 nm, die gerüstartig von Proteinen, Peptiden oder synthetischen Polymeren umfangen und so stabilisiert werden. Dank ihrer Scheibenform werden sie…

Eine im Graduiertenkolleg TransEvo entwickelte Methode spart Zeit und Kosten bei der Analyse von komplexen mikrobiologischen Proben. In der medizinischen Forschung und Diagnostik rückt das Mikrobiom, also die mikrobielle Besiedlung etwa des Darms zunehmend ins Blickfeld. Über eine Stuhlprobe lässt sich das komplexe mikrobielle Ökosystem des Darms genau analysieren. Dazu gibt es prinzipiell zwei Verfahren: die klassische Anzucht auf Platten mit spezifischen Nährmedien oder die recht teure DNA -Analyse der Stuhlprobe. Beide Methoden für sich genommen sind unbefriedigend, wenn es…

Per Computer entworfene Adjuvanzien beflügeln Vakzine. Außer dem Antigen enthalten viele Impfstoffe Hilfsstoffe: Adjuvanzien, die das Immunsystem „ankurbeln“. Durch computergestütztes Moleküldesign und maschinelles Lernen hat ein chinesisches Forschungsteam jetzt zwei neuartige Adjuvanzien mit breitem Wirkungsspektrum entwickelt, die die Immunantwort auf Vakzine deutlich verstärken können. Wie in der Zeitschrift Angewandte Chemie berichtet, konnte so die Immunisierung gegen bestimmte Krebsarten im Tiermodell wirksam gesteigert werden. Adjuvanzien verstärken und verlängern die Immunisierung durch Vakzine. Bereits seit vielen Jahrzehnten werden Aluminiumsalze erfolgreich als Adjuvanzien…

Infektions- und Immunitätsstatus der Bevölkerung gelten als Schlüsselparameter für den Umgang mit Pandemien. Dafür ist der Nachweis von Antigenen und Antikörpern von großer Bedeutung. Die derzeit dafür verwendeten Geräte – so genannte Point-of-Care (POC) Geräte – sind eine Option für ein schnelles Screening. Allerdings muss ihre Empfindlichkeit weiter verbessert werden. Dies ist Wissenschaftler*innen am Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) gelungen, indem sie einen auf Goldnanodrähten basierenden Nanobiosensor entwickelt haben, wie die Forscher*innen in der Fachzeitschrift ACS Publications (DOI: 10.1021/acssensors.2c01686) berichten. Inzwischen ist…

Wirkungsvolle Internalisierung von Lipid-Nanopartikel für die photodynamische Krebstherapie. Um Wirkstoffe in Tumorzellen zu bringen, muss die Zellmembran überwunden werden. Das funktioniert mit Lipid-Nanopartikeln, die das Reagens Ethylendiamintetraessigsäure (EDTA) enthalten, hat nun ein Forschungsteam herausgefunden. Wie das Team in der Zeitschrift Angewandte Chemie berichtet, ist für die verbesserte Zellaufnahme dabei nicht der übliche Funktionsmechanismus von EDTA verantwortlich. Eines der großen Versprechen in der Krebstherapie ist es, Medikamente in Nanopaketen gezielt in Tumorzellen zu bringen, wo sie ihre tödliche Wirkung entfalten. Die…

h_da-Forscherinnen entwickeln KI-gestütztes Tool. Drei Forscherinnen der Hochschule Darmstadt (h_da) entwickeln gemeinsam mit zwei Tierärztinnen eine Diagnose-App für Haus- und Nutztiere. Sie soll Untersuchungen und Befunde in Veterinärpraxen vereinheitlichen, Krankheitsverläufe visualisieren und per KI bei der Diagnosestellung unterstützen. Gefördert wird das Projekt vom Hessischen Ministerium für Digitale Strategie und Entwicklung. Statt wie bislang auf Papier sollen Befunde während der Behandlung des Vierbeiners künftig mit Hilfe einer App schnell, intuitiv und trotzdem präzise digital dokumentiert werden können. Hierzu hat sich ein…

Aus der Perspektive eines Ingenieurs betrachtet, ist Biologie oft chaotisch und unvollkommen. So ist Redundanz beispielsweise ein häufiges Merkmal biologischer Systeme, wobei sich die Aufgaben einer biologischen Komponente mit denen einer anderen überschneiden. Die Untersuchung, ob einige Arten biologischer Redundanz – trotz ihrer scheinbaren Ineffizienz – tatsächlich von Vorteil sein könnten, ist Inhalt der hier vorgestellten Arbeit. Ein biologischer Prozess mit einem hohen Maß an Redundanz Die Übersetzung ist ein energetisch aufwändiger Prozess, bei dem Zellen genetische Informationen in Proteine…

LMU-Chemiker untersuchen mit hochgenauer Quantenchemie zentrale Elemente des besonders effizienten Energietransfers in einem wichtigen Bestandteil der Photosynthese. Die Photosynthese ist der Motor allen Lebens auf der Erde. Damit aus Sonnenlicht, Kohlendioxid und Wasser energiereiche Zucker und Sauerstoff entstehen können, sind komplexe Prozesse notwendig, die von zwei Proteinkomplexen angetrieben werden, den Photosystemen I und II. Im Photosystem I wird das Sonnenlicht mit einer Effizienz von fast 100 % genutzt. Die entscheidende Rolle hierbei spielt ein komplexes Netzwerk aus 288 Chlorophyllen. Ein…

Neurodegenerative Erkrankungen wie beispielsweise Parkinson oder Alzheimer sind Alterserkrankungen, das heißt ihr Vorkommen steigt mit dem Lebensalter kontinuierlich an. Durch die zunehmende Lebenserwartung der Bevölkerung werden neurodegenerative Erkrankungen neben Tumorerkrankungen und Herz-Kreislauferkrankungen in Zukunft die größte Gruppe der altersbedingten Erkrankungen einnehmen. Diese sind bisher nicht heilbar, ihr Verlauf ist nur marginal beeinflussbar. Somit stellen neurodegenerative Erkrankungen eine enorme gesellschaftspolitische und finanzielle Herausforderung der Zukunft dar. Eine neuartige Therapie für neurodegenerative Erkrankungen, zu der beispielsweise auch ALS, die so genannte Amyotrophe…

Wirksame Medikamente gegen virale Erkrankungen wie COVID-19 werden jetzt und zukünftig dringend benötigt. Dies umso mehr, als das Aufkommen von Virusmutanten und neu auftretenden Viren die Impfstoffe an ihre Grenzen bringen könnte. Der DZIF-Wissenschaftler Andreas Dräger arbeitet an der Universität Tübingen an einem computerbasierten Verfahren, das die zeitaufwändige Identifizierung und Entwicklung antiviraler Wirkstoffe beschleunigen kann. Mit einer auf beliebige Viren und Wirtszellen übertragbaren neuartigen Analysetechnik konnten die Wissenschaftler ein Modell erstellen und damit weitere Angriffspunkte für SARS-CoV-2 aufspüren. „Eine effiziente…

Darmbakterien sind häufiger Auslöser von Komplikationen nach einer Operation. Das zeigt eine neue Studie von Forschungsteams des Inselspitals (Universitätsspital Bern), der Universität Bern und der Universität Würzburg. Eine Lösung für dieses Problem könnte aus der Leber kommen. Knapp 16 Millionen Operationen haben deutsche Krankenhäuser im Jahr 2021 vorgenommen. In der Schweiz sind es rund 1.1 Millionen. Auch wenn der eigentliche Eingriff gut verläuft, kommt es nicht selten im Anschluss daran zu einer Wundinfektion, die für die Betroffenen dramatische Folgen haben…

Würzburger Arbeitsgruppe rund um Studienleiter Bernhard Nieswandt entschlüsselt einen von Blutplättchen vermittelten Regulationsmechanismus der Fibrinbildung bei der Blutgerinnung und leitet daraus neue Therapieansätze ab. Die Blutstillung ist lebenswichtig, um übermäßigen Blutverlust zu vermeiden. Bei einer überschießenden Reaktion und einer unkontrollierten Bildung von Fibrin besteht jedoch ein Thrombose-Risiko. In der in Nature Cardiovascular Research publizierten Studie decken die Forschenden das Glykoprotein GPV als Schaltstelle für die Blutstillung und Thrombusbildung auf. Wenn unsere Blutgefäße durch Schnitt- oder Schürfwunden oder Quetschungen verletzt werden,…

Eine neue Studie unter Leitung des Robert Bosch Centrums für Tumorerkrankungen in Stuttgart zeigt, wie Therapieresistenzen bei Bauchspeicheldrüsenkrebs verhindert oder rückgängig gemacht werden können. Möglicherweise genügt die Zugabe eines Wirkstoffs, um bisher erfolglose Chemotherapien wirksam zu machen. Bauchspeicheldrüsenkrebs gehört nach wie vor zu den tödlichsten Krebsarten überhaupt. In Deutschland werden dieses Jahr voraussichtlich rund 21.000 Menschen die Diagnose erhalten. Davon erliegt die Hälfte innerhalb des ersten halben Jahres der Krankheit, nur zehn Prozent überleben fünf Jahre. Neben der späten Diagnose…

Schäden im menschlichen Erbgut können repariert werden. Doch in normalen Körperzellen funktioniert das nicht so gut wie in Spermien und Eizellen. Dafür verantwortlich ist der DREAM-Proteinkomplex, der verhindert, dass alle verfügbaren Reparaturmaschinen angeschaltet werden. Ein Kölner Forschungsteam zeigt, dass sich auch normale Körperzellen optimal reparieren können, wenn dieser Komplex ausgeschaltet wird. Langfristig erhoffen sie neue Therapien zur Vorbeugung von Krebs und alternsbedingten Erkrankungen / Veröffentlichung in „Nature Structural & Molecular Biology“. In menschlichen Zellen, in Mäusen und im Fadenwurm Caenorhabditis…

Der Mensch ist beidseitig symmetrisch. Unser Gehirn besteht aus zwei Hälften, den so genannten Hemisphären, die über spezielle Faserbahnen, die durch die Mittellinie verlaufen, miteinander kommunizieren. Jede Hemisphäre ist für die Sinneswahrnehmungen (Sehen, Hören, Tasten) und die motorische Steuerung der gegenüberliegenden Körperhälfte zuständig, aber dank der ständigen Kommunikation zwischen den Hemisphären sind wir uns dieser Aufteilung der Funktionen im Allgemeinen nicht bewusst. Auch beim Menschen sind die beiden Hemisphären auf bestimmte Funktionen spezialisiert: So befinden sich beispielsweise die Sprachbereiche in…

Noch immer verstehen wir nicht genau, wie Antibiotika Bakterien abtöten. Dieses Verständnis ist jedoch erforderlich, wenn wir neue Antibiotika entwickeln wollen. Und genau das ist dringend notwendig, denn Bakterien zeigen derzeit immer mehr Resistenzen gegen existierende Antibiotika. Bonner Forschende klärten nun den hemmenden Wirkmechanismus von Antibiotika auf das Wachstum von Staphylococcus aureus auf. Dazu beobachteten Forschende des Universitätsklinikums Bonn (UKB) und der Universität Bonn mit Hilfe von Hochleistungs-Mikroskopen den Effekt von verschiedenen Antibiotika auf die Zellteilung von Staphylococcus aureus. Dabei…