Mithilfe gezüchteter Stammzellen sollen künftig neue Medikamente gegen bis-lang unheilbare Krankheiten wie etwa Alzheimer entwickelt werden. Im Fraunhofer-Projektzentrum für Stammzellprozesstechnik SPT wird an Verfahren für die Massenproduktion dieser Stammzellen gearbeitet. Dabei kommen neuartige Materialien zum Einsatz, um die Zellen künftig industriell mit hohen Qualitätsstandards herstellen zu können. Während der Messe MEDICA in Düsseldorf werden die Verfahren vom 15. bis zum 18. November 2021 erstmals der Öffentlichkeit präsentiert (Halle 3, Stand E74). Die Zellen eines heranwachsenden Embryos haben eine faszinierende Eigenschaft:…

Eine defekte Herzklappe ist die zweithäufigste Herzerkrankung. In den meisten Fällen ist die Aortenklappe verengt, aber auch die Mitralklappe ist oftmals betroffen. Prothesen erhöhen die Lebenserwartung der Erkrankten deutlich. Biologische Herzklappenprothesen haben zwar gegenüber mechanischen einige Vorteile, sie verkalken jedoch relativ schnell. Ihre Lebensdauer ist daher beschränkt. Ein Forscherteam am Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme IKTS versucht die Verkalkung durch eine neue chemische Vorbehandlung der Bioprothesen zu verhindern. Wenn eine Herzklappe nicht mehr richtig öffnet und schließt, muss sie…

Zellen müssen präzise kontrollieren, welche der vielen im Erbgut enthaltenen Gene sie nutzen. Dies geschieht in sogenannten Transkriptionsfabriken, molekularen Ansammlungen im Zellkern. Forschende am Karlsruher Institut für Technologie (KIT), an der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) und am Max-Planck-Zentrum für Physik und Medizin (MPZPM) haben nun festgestellt, dass die Bildung der Transkriptionsfabriken der Kondensation von Flüssigkeiten ähnelt. Ihre Erkenntnisse können künftig zum Verständnis von Krankheitsursachen beitragen sowie die Entwicklung DNA-basierter Datenspeicher voranbringen. Originalpublikation: Molecular Systems Biology (DOI: 10.15252/msb.202110272). Das Erbgut des Menschen…

MEDICA 2021: Point-of-Care-Diagnostik. Resistenzen gegen Antibiotika nehmen weltweit ständig zu. Forschende des Fraunhofer-Instituts für Physikalische Messtechnik IPM haben gemeinsam mit der LMU München ein Verfahren entwickelt, um multiresistente Keime sehr schnell zu erkennen. Die Besonderheit: Bereits ein einzelnes DNA-Molekül genügt für den Erregernachweis. Die Plattform soll künftig in der Point-of-Care-Diagnostik auf Krankenstationen oder in Arztpraxen eingesetzt werden – alternativ zur etablierten PCR-Analyse oder in Kombination mit anderen diagnostischen Methoden. Das System wird auf der MEDICA 2021 präsentiert. Bei der Behandlung…

Medica 2021: Rückenleiden gelten gemeinhin als Volkskrankheit. Viele Betroffene plagen sich mit Schmerzen herum. An einem Verfahren, mit dem sich Fehlstellungen und -belastungen des Rückens effizienter beobachten lassen, arbeitet ein Forscherteam der TU Kaiserslautern (TUK), der Universitätsmedizin in Mainz und mehreren Unternehmen. Zum Einsatz kommen hierbei auch Verfahren der Künstlichen Intelligenz (KI), die helfen, die Wirbelsäule individuell zu analysieren. Auf der Medizintechnikmesse Medica stellen die Beteiligten ihr Projekt vom 15. bis 18. November am Forschungsstand Rheinland-Pfalz (Halle 3, Stand E80)…

COMPAMED/MEDICA 2021: Miniaturisierte und vernetzte aktive Implantate. Implantate können den Körper aktiv unterstützen: So etwa Herzschrittmacher, Neuroprothesen oder Cochlea-Implantate. Künftig sollen aktive Implantate kleiner, energiesparsamer und vor allem patientenschonender werden. Das Fraunhofer-Institut für Biomedizinische Technik IBMT arbeitet daher an der Miniaturisierung, der Energieversorgung von außen und an drahtlos vernetzten Implantaten. Die aktuellen Entwicklungen werden vom 15. bis 18. November auf der COMPAMED/MEDICA in Düsseldorf präsentiert (Halle 13, Stand D60). Während Zahnimplantate »nur« den Zahn ersetzen und dem Körper wie ihr…

Jedes Jahr werden in Deutschland über 63.000 Kinder zu früh geboren. Weltweit betrifft das Thema sogar fast 10 Prozent aller Geburten. In den ersten Lebenswochen werden die Frühgeborenen in sogenannten Inkubatoren versorgt. Diese sollten laufend desinfiziert werden, was sich aufgrund der üblicherweise verwendeten chemischen Desinfektionsmittel kompliziert gestaltet. UVC-Strahlung bietet sich hier als technologische Alternative an. Der Desinfektion von Inkubatoren kommt eine besonders wichtige Bedeutung zu, da vor allem bei sehr kleinen Frühgeborenen aufgrund der Unreife ihrer Organsysteme und der noch…

Archaeen besiedeln extreme Lebensräume, so auch den Verdauungstrakt von Wirbeltieren. Was bislang jedoch unklar war: Die verschiedenen Stämme sind spezifisch für den Wirt. Archaeen, das sind einzellige Lebewesen, stehen am Anfang der Entwicklungsgeschichte und existieren somit bereits seit Milliarden Jahren. Dennoch entdecken Wissenschaftler_innen erst jetzt, im 21. Jahrhundert, immer neue Stämme – und zwar jene, die im Verdauungstrakt des Menschen und anderer Wirbeltiere leben. Einen Überblick über die artspezifische Besiedlung mit Archaeen liefert eine kürzlich erschiene Studie, an der Forschende…

Der Klimawandel wird auch Einfluss auf die Vererbung von Pflanzen haben. Ein Team unter Leitung des Fachbereichs Biologie der Universität Hamburg hat nun in Studien untersucht, wie die Meiose in Pflanzenzellen der Art ‚Arabidopsis thaliana‘ unter erhöhten Temperaturen abläuft. Die Folge ist, dass sich der Zeitablauf der Meiose verändert und Rekombinationsdefekte auftreten. Der Klimawandel wird das Leben auf der Erde auf vielfältigste Art und Weise beeinflussen. Eine Veränderung, die nicht sofort sichtbar ist, möglicherweise aber sehr weitreichende Folgen hat, ist…

Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Psychiatrie konnten erstmals zeigen, dass Gehirnorganoide ein geeignetes Modellsystem sind, um zu erforschen, wie sich Stress auf die menschliche Gehirnentwicklung auswirkt. Die Simulation einer stressigen Umwelt beeinträchtigt die neuronale Entwicklung in den Gehirnorganoiden und führt zu einer Aktivierung von Genen, die mit verschiedenen psychischen Erkrankungen wie Depression in Verbindung stehen. Die Ergebnisse der Studie wurden jüngst im American Journal of Psychiatry veröffentlicht. Zu viele Stresshormone während der Schwangerschaft, hervorgerufen durch Umweltfaktoren wie Stress der Mutter im…

Rein biologisch: Forschende identifizieren einen neuen Weg zur Bildung von reinem Kohlenstoff durch Mikroorganismen. Kohlenstoff kommt auf der Erde in verschiedenen Strukturen und Formen vor. Elementarer Kohlenstoff entsteht meist durch hohen Druck und hohe Temperaturen. Nun haben Forschende erstmals Mikroorganismen identifiziert, die elementaren Kohlenstoff bilden. Das Team, dem auch Dr. Gunter Wegener vom MARUM – Zentrum für Marine Umweltwissenschaften der Universität Bremen und dem Max-Planck-Institut für Marine Mikrobiologie Bremen angehört, hat nun seine Ergebnisse dazu in der Zeitschrift Science Advances…

Forschende entdecken die interne Zielkarte des Gehirns, die es Tieren ermöglicht, präzise zu einem gewählten Ort zu navigieren. Tiere, darunter Nagetiere und Menschen, können zu einem gewünschten Ort navigieren, indem sie sich auf die interne kognitive Karte des Gehirns verlassen. Während frühere Studien spezialisierte Neuronen identifiziert haben, die uns helfen, unsere eigene Position und Richtung im Raum zu bestimmen, ist die Frage, ob das Gehirn eine genaue Schätzung eines zukünftigen Zielortes verarbeiten kann, seit langem ungelöst. Wissenschaftler*innen des Max-Planck-Instituts für…

Biologische Zellen investieren einen großen Teil ihrer Ressourcen in die Produktion von Enzymen, die die Umwandlung von Substraten in Produkte katalysieren. Ein internationales Team von Bioinformatikern und -physikern unter der Leitung von Prof. Dr. Martin Lercher von der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf (HHU) fand nun heraus, dass diese Katalyseprozesse besonders effizient sind, wenn ein bestimmtes Verhältnis zwischen den intrazellulären Konzentrationen von Enzymen und Substraten vorliegt. Sie beschreiben diese Entdeckung in der aktuellen Ausgabe der Zeitschrift PLOS. Ohne Enzyme geht es nicht. Sie…

Wichtiger Schritt in der Erforschung von Katalysatoren: An der TU Wien gelang es, mikroskopische und makroskopische Betrachtungsweisen zu verbinden – und dadurch ein altes Rätsel zu lösen. Chemische Reaktionen kann man auf unterschiedlichen Ebenen betrachten: Auf der Ebene einzelner Atome und Moleküle zeigt sich, welche neuen Verbindungen möglich sind. Auf der Ebene von winzigen Teilchen auf Nano- und Mikrometer-Skala kann man verstehen, wie Katalysator-Materialien in die chemische Reaktion eingreifen. Und wenn man die chemische Reaktion großtechnisch nutzen will, braucht man…

Nickelkatalysierte Kreuzkupplung von aromatischen Ethern verläuft über ein Nickelat-Ion. Sie helfen bei der Herstellung von Arzneimitteln und Farbstoffen, bei Kleb- und Kunststoffen: Metallkatalysatoren. Forscher haben jetzt eine besondere Eigenschaft von Nickel als Katalysator entdeckt. Dieses Metall katalysiert als Nickelat, als negatives Ion, die Verknüpfung von aromatischen Kohlenwasserstoffen. In diesem Ion liegen die beiden Metalle Lithium und Nickel in einer ungewöhnlichen Beziehung, heißt es in der Veröffentlichung in der Zeitschrift Angewandte Chemie. Beim Aufbau von Kohlenstoffgerüsten setzen Chemiker:innen gerne auf Katalysatoren…

Neue Röntgentechnologie… Forschende der Technischen Universität München (TUM) haben ein neues Röntgenverfahren für die Lungendiagnostik erstmalig erfolgreich bei Patienten eingesetzt. Dunkelfeld-Röntgen macht frühe Veränderungen in der Alveolarstruktur infolge der Lungenkrankheit COPD sichtbar, benötigt dafür jedoch nur ein Fünfzigstel der in der Computertomographie üblichen Strahlendosis. Dies erlaubt eine breite medizinische Anwendung in der Früherkennung und dem Therapieverlauf von Lungenerkrankungen. Millionenfach führen schwere Erkrankungen des Atmungssystems zu stark eingeschränkter Lebensqualität. Jedes Jahr sterben allein in Deutschland mehr als 100.000 Menschen an schweren…