Wissen : 2011 – Wende im Kampf gegen Aids

Das Fachblatt „Science“ kürt die Durchbrüche des Jahres in der Forschung. Ganz oben: Aids-Medikamente.

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Böse Brut. Dieses mit dem Elektronenmikroskop aufgenommene und eingefärbte Foto zeigt Aidsviren, die eine menschliche Abwehrzelle, einen Lymphozyten, verlassen. Anti-Aids-Medikamente drängen den Immunschwächeerreger zusehends zurück. Foto: Mauritius
Böse Brut. Dieses mit dem Elektronenmikroskop aufgenommene und eingefärbte Foto zeigt Aidsviren, die eine menschliche Abwehrzelle,...Foto: mauritius images

Wo hat die Wissenschaft in diesem Jahr die größten Fortschritte gemacht? Die Redaktion des Fachblatts „Science“ hat wieder zehn Forschungs-Höhepunkte gekürt. Abgesehen vom zuerst genannten „Durchbruch“ will die Liste nicht wichten und erhebt auch keinen Anspruch auf Vollständigkeit. Aber sie zeigt, was in den verschiedenen Wissenschaftsdisziplinen geschafft wurde und wo weitere Entdeckungen zu erwarten sind.

Behandeln ist Vorbeugen

Aids-Forscher hatten es schon länger vermutet und gehofft. 2011 gelang endlich der Beweis: Die Behandlung mit Aids-Medikamenten verlängert nicht nur das Leben von Patienten. Sie reduziert auch drastisch das Risiko, dass sie weitere Personen anstecken. So drastisch, dass es die Wende im Kampf gegen das Immunschwächevirus HIV bedeuten könnte.

Die Studie „HPTN052“ war schon 2005 begonnen worden: 1763 Paare in Amerika, Asien und Afrika, bei denen einer der Partner HIV-positiv war, der andere nicht, wurden über Safe Sex aufgeklärt und erhielten kostenlos Kondome. Die Hälfte der Infizierten erhielt außerdem Aids-Medikamente. Keiner der Patienten hatte das Stadium erreicht, ab dem normalerweise eine Therapie begonnen wird.

Bis 2015 sollte die Studie laufen, doch im April dieses Jahres empfahl ein unabhängiges Gremium, das Experiment abzubrechen und die Ergebnisse zu veröffentlichen. Sie waren eine Sensation: Inzwischen hatten sich 28 der HIV-negativen Studienteilnehmer bei ihrem Partner infiziert, 27 davon gehörten zur Gruppe, deren Partner keine Medikamente bekamen. Die Behandlung hatte das Risiko einer Ansteckung demnach um 96 Prozent gesenkt.

Der Grund: HIV-Medikamente verringern die Zahl der Aidsviren im Körper. Dadurch reduzieren sie die Gefahr, einen anderen Menschen anzustecken. „Das ist eine Wende“, kommentierte der Direktor von UNAIDS Michel Sidibe. Und Margaret Chan, Direktorin der Weltgesundheitsorganisation, nannte die Studie eine „entscheidende Entwicklung“.

Die Hürden sind immer noch riesig: Millionen Menschen müssten über Jahrzehnte die antiretroviralen Medikamente nehmen. Selbst wenn ein Großteil dieser Menschen identifiziert und mit Medikamenten versorgt werden könnte, gäbe es immer noch Nebenwirkungen zu beachten und die Gefahr, dass Resistenzen entstehen. Hinzu kommen die enormen Kosten. Von den 34 Millionen HIV-Infizierten weltweit erhalten zurzeit nur etwa 6,6 Millionen Medikamente - aber schon jetzt stößt der Globale Fonds zur Bekämpfung von Aids, Malaria und Tuberkulose, der für einen Großteil dieser Menschen die Behandlung finanziert, an seine Grenzen.

Dennoch: Seit 1997 ist die Zahl der HIV-Neuinfektionen um 21 Prozent gesunken und immer mehr Menschen bekommen Zugang zu Medikamenten. Für Forscher, die nun seit 30 Jahren gegen einen scheinbar übermächtigen Feind kämpfen, sind die Studien-Ergebnisse die beste Nachricht seit vielen Jahren.

Asteroiden mit Sonnenbrand

Die meisten Meteoriten, die auf der Erde einschlagen, sollten von den ebenfalls häufig vorkommenden „S-Asteroiden“ stammen. Klingt logisch, aber lange schien es anders zu sein. Das Licht, das die fernen Himmelskörper reflektieren, deutete eine andere chemische Zusammensetzung an als die Meteoritenproben, die hier in Labors bestrahlt wurden. Nachdem die japanische Sonde „Hayabusa“ ein paar Körnchen vom Asteroid „Itokawa“ geholt hatte, konnten die Forscher das Rätsel nun lösen: Die geladenen Teilchen des Sonnenwinds führen zu einer Art „Verwitterung“ der äußeren Asteroidenschicht – die dann einen falschen optischen Fingerabdruck vorgaukelt.

Der Urmensch im Erbgut

Wie simpel die genetische Geschichte des Menschheit doch einst schien: Der moderne Mensch entstand in Afrika, breitete sich dann über die Welt aus und verdrängte die anderen Urmenschen, auf die er traf, ohne sich mit ihnen fortzupflanzen. Schon 2010 wiesen Forscher aber nach, dass zwei bis sechs Prozent des Erbguts von Europäern und Asiaten vom Neandertaler stammt. Offenbar hat ein weiterer Urmensch, dessen Überreste in der Denisova-Höhle in Sibirien entdeckt wurden, genetische Spuren im Menschen hinterlassen. Dieses Jahr berichteten Forscher im Erbgut australischer Ureinwohner, aber auch auf den Philippinen und in Melanesien Spuren von Denisova-DNS gefunden zu haben. Und in drei isolierten afrikanischen Menschengruppen fanden sie Genvarianten, die offenbar innerhalb der letzten 35 000 Jahre von Urmenschen übernommen wurden. Alles deutet daraufhin, dass wir die Überlebenden einer riesigen Patchwork-Familie sind.

Auf dem Weg zum Wasserstoff-Zeitalter

PSII ist eines der wichtigsten Moleküle für das Leben auf der Erde. Alle Pflanzen nutzen das Eiweiß in der Photosynthese, um Wassermoleküle in Sauerstoff und Wasserstoff aufzubrechen und dann jeweils zwei Sauerstoffatome zu den Sauerstoffmolekülen zu verbinden, die Mensch und Tier einatmen. Japanische Forscher haben dieses Jahr das bisher genaueste Modell von PSII vorgestellt. Damit haben sie nicht nur die Struktur eines Moleküls aufgeklärt, dass das Leben auf der Erde entscheidend beeinflusst hat. Das Wissen könnte auch die Methoden verbessern, Wasser in Sauerstoff und Wasserstoff zu trennen und so einen Weg in eine wasserstoffbetriebene Zukunft weisen.

Ruhezone für kosmische Evolution

Urknall, erste Sterne, Planetensysteme, komplexe Chemie, vielleicht irgendwann Leben. So einfach, und vor allem: so schnell, geht es nicht überall im Universum zu. Das zeigen zwei Entdeckungen dieses Jahres. Astronomen fanden riesige Gaswolken, deren chemische Zusammensetzung dem Zustand ähnelt, den man eigentlich wenige hundert Millionen Jahre nach dem Urknall erwartet hätte. Zu dem Zeitpunkt als sie das jetzt untersuchte Licht aussandten, sollten die Wolken eigentlich weiter entwickelt sein. Auch ein Stern in der Milchstraße, der kaum über schwere Elemente verfügt legt den Schluss nahe: Es muss Ruhezonen geben, in denen die chemische Evolution des Kosmos viel langsamer abläuft als anderswo. Von einer simplen Universums-Formel sind wir weiter entfernt als je zuvor.

Ökosystem Mensch

Die Mikroorganismen, die in und auf dem menschlichen Körper leben, faszinieren Forscher schon geraume Zeit. Nur schien die Vielfalt von Bakterien bisher schier unüberschaubar. Doch dieses Jahr entdeckten Forscher ein Muster in dem Mikrobengewimmel. Untersuchungen der Magen-Darm-Trakte von 22 Europäern ergaben, dass die Darmflora grob in drei verschiedene Typen eingeteilt werden kann, in denen jeweils entweder Bacteroides, Prevotella oder Ruminococcus dominieren. Die drei unterscheiden sich in den Vitaminen, die sie produzieren und der Art, wie sie Energie verwerten. Damit könnten sie auch die Gesundheit ihres Wirts beeinflussen.

Hoffnung im Kampf gegen die Malaria

Jahrzehntelang gab es fast nur Niederlagen und Rückschläge bei der Entwicklung eines Impfstoffs gegen die Malaria. Im Oktober dann der Lichtblick. Auf einer Konferenz in Seattle wurden die Ergebnisse einer Studie mit dem Impfstoff RTS,S vorgestellt, und sie stimmen hoffnungsfroh. Teilgenommen hatten mehr als 15 000 Babys und kleine Kinder aus sieben afrikanischen Ländern. Es zeigte sich, dass der Impfstoff das Risiko einer schweren Malaria um die Hälfte senkt. Das klingt nach wenig. Angesichts der Tatsache, dass jeden Tag 2000 Menschen an einer Infektion mit dem Malaria-Parasiten sterben – die meisten von ihnen afrikanische Kinder – bedeutet es jedoch einen großen Schritt nach vorn. Noch ist unklar, wie lange der Impfschutz anhält und wie teuer der von der Firma GSK hergestellte Impfstoff sein wird. Aber der erste Schritt ist getan.

Verrückte Welten

Neuer Planet entdeckt? Langweilig. Die Himmelskörper um ferne Sterne sind im Wissenschaftsbetrieb zur Dutzendware verkommen, quantitativ. Was immer wieder überrascht sind ihre besonderen Eigenschaften. Manche haben die Dichte von Kork, bei anderen können die Forscher nicht erklären, woher die Planeten kamen und warum ihre Umlaufbahnen so nah am kochenden Stern stabil sind. Offensichtlich taugt das eigene Sonnensystem nur bedingt zum Vorbild und die Wissenschaftler müssen mehr verrückte Ideen zulassen.

Maßgeschneiderte Gitter

Zeolithe sind besondere Stoffe. Die Silikate bilden mit ihrem Atomgitter kleine Löcher von gleicher Größe, was zahlreiche Anwendungen ermöglicht: von der Reinigung radioaktiven Wassers im Kraftwerk Fukushima bis zur Einstreu in Katzenklos. Chemiker wünschen sich aber auch Zeolithe mit größeren Löchern und in hauchdünnen Membranen, um sie als Katalysatoren einzusetzen. Auf diesen beiden Gebieten sind dieses Jahr große Fortschritte gelungen, so dass es bald noch mehr als die schon vorhandenen 190 verschiedenen Zeolithe geben wird. Maßgeschneidert für jeden Zweck.

Alte Zellen, junges Leben

Zellen teilen sich und teilen sich – bis sie alt werden und in eine Art Ruhezustand übergehen. Einige Forscher glauben, dass diese Alterszellen unangenehme Nebenwirkungen haben und das Altern des Körpers beschleunigen.2011 gelang es Wissenschaftlern diese alten Zellen in Mäusen gezielt zu entfernen. Die Tiere hatten mehr Ausdauer und entwickelten Muskelschwäche und grauen Star später als Tiere ohne die Behandlung. Noch sind viele Fragen zu klären, aber die Studie lässt Forscher auf eine Verjüngungskur hoffen.

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