Durchbruch des Jahres : Mit den eigenen Zellen heilen

Jedes Jahr kürt das US-Wissenschaftsmagazin „Science“ den „Durchbruch des Jahres“. 2008 auf Platz eins: Fortschritte in der Stammzellforschung. Platz zwei: neue Planeten. Auf Platz drei tummeln sich acht weitere „Durchbrüche“.

Hartmut Wewetzer,Ralf Nestler
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Forschungserfolg. Nervenzellen, die sich aus umprogrammierten Stammzellen bilden.Foto: Science

UMPROGRAMMIERTE HAUTZELLEN



Gewonnen haben jene Wissenschaftler, denen es gelang, Hautzellen kranker Patienten zu Stammzellen umzuprogrammieren. Damit haben sie die Ehre der Stammzellforscher wiederhergestellt, nachdem vor drei Jahren der Südkoreaner Hwang seine Kollegen durch Fälschungen diskreditiert hatte. Mit den umprogrammierten Stammzellen ist es möglich, Krankheiten im Detail zu studieren oder Medikamente zu erproben. Und vielleicht eines Tages Krankheiten direkt zu kurieren. Eines der Leiden, das man besser zu verstehen hofft, ist die Amyotrophe Lateralsklerose (ALS), eine unheilbare Lähmung, an der der Physiker Steven Hawking erkrankt und der Maler Jörg Immendorf gestorben ist. Ein Forscherteam stellte aus Hautzellen einer ALS-Patientin Stammzellen her, die sie dann dazu brachten, Nervenzellen und Bindegewebszellen des Gehirns zu entwickeln. Das ist jenes Gewebe, das von der ALS befallen wird. Weitere Krankheiten, für die nun Stammzellen gezüchtet wurden, sind Parkinson, Diabetes, das Nervenleiden Huntington und Muskelschwäche.

Vielleicht muss man gar nicht bis zum Stammzell-Stadium der biologischen Entwicklung zurückgehen, um Patienten mit ihren eigenen Zellen zu heilen. Forscher hatten Erfolg bei dem Versuch, eine „ausgereifte“ Zellart in eine andere zu verwandeln, wenn auch bislang nur im Tierversuch. Sie infizierten exokrine Zellen der Bauchspeicheldrüse – diese stellen ein Verdauungssekret her – mit drei verschiedenen gentechnisch veränderten Viren. Die Viren modelten das Erbgut der exokrinen Zellen so um, dass sie sich in Insulin bildende Langerhans-Zellen verwandelten. In jene Zellen also, die bei der Zuckerkrankheit zerstört werden.

FERNE PLANETEN

Die Suche nach Himmelskörpern, die um ferne Sterne kreisen, ist immer etwas mehr als die reine Wissenschaft. Hier geht es nicht nur um fliegende Brocken, sondern um mögliche Orte außerirdischen Lebens. Mehr als 300 solcher Exoplaneten konnten Astronomen bereits indirekt nachweisen. Nun ist es gleich zwei Forschergruppen gelungen, Exoplaneten direkt abzubilden. Das eine Team hat den Planeten „Fomalhaut b“ mit Hilfe des Weltraumteleskops „Hubble“ im sichtbaren Licht fotografiert; das andere hat gleich drei Exoplaneten mit den Infrarotsensoren der „Keck“-Teleskope auf Hawaii erfasst. Die Chance für Leben auf den fernen Himmelskörpern ist allerdings sehr gering: Sie bestehen vermutlich nur aus Gas. Die Suche geht weiter.

DIE GENE DES KREBSES

Bei der Krebskrankheit spielen Gene die entscheidende Rolle. In Tumorzellen sind sie stark verändert, was zu zerstörerischem Wachstum des Krebsgewebes führt. Inzwischen gibt es große Forschungsvorhaben, mit denen immer mehr Krebsarten genetisch durchleuchtet werden. In diesem Jahr wurde unter anderem das Erbgut von Bauchspeicheldrüsenkrebs und dem Hirntumor Glioblastom entziffert, zwei der „tödlichsten“ Tumoren. Frappierend für die Forscher ist, wie viele der Erbanlagen in Krebszellen mutiert sind. Das macht die Bekämpfung nicht einfacher, aber gibt wertvolle Einblicke in die Krebszelle. Vielleicht gelingt es doch, Angriffspunkte für den einen oder anderen Tumor zu finden.

NEUER SUPRALEITER

Forschern ist es gelungen, ein neues Material für die Supraleitung – das verlustfreie Übertragen von Strom – zu nutzen: ein Lanthan-Eisen-Arsen-Oxid. Der Stoff ist zwar nur bis 56 Grad Kelvin supraleitend, das sind 80 Grad weniger als herkömmliche Supraleiter schaffen, doch die Entwicklung hat gerade erst begonnen.

PROTEINE BEI DER ARBEIT

Proteine sind die Handwerker des Lebens. Es ist ein alter Traum der Wissenschaftler, ihnen bei der Arbeit zusehen zu dürfen. Der ging 2008 in Erfüllung. So gab es neue Einblicke in die Art und Weise, wie Proteine sich ihren chemischen Reaktionspartner suchen.

BILLIGER ENERGIESPEICHER

Erneuerbare Energiequellen wie Wind und Sonnenlicht sind nicht rund um die Uhr verfügbar. US-Forscher haben einen preiswerten Katalysator aus Kobalt und Phosphor entwickelt, der mithilfe des Ökostroms Wassermoleküle spaltet. Der so erzeugte Wasserstoff kann zu jeder Zeit wie Öl oder Gas verbrannt werden oder in einer Brennstoffzelle wieder zur Stromerzeugung genutzt werden.

DER ERSTE TAG AUF FILM 

Wie läuft die Entwicklung eines Embryos in den ersten Stunden nach der Befruchtung ab? Um das zu zeigen, färbten deutsche Forscher die ersten Zellkerne eines Zebrafisches mit einem fluoreszierenden Protein und fotografierten den wachsenden Zellhaufen regelmäßig mit einem Spezialmikroskop in mehreren Ebenen. Die Aufnahmen des ersten Tages wurden dann zu einem Film zusammengefasst.

WO DAS BRAUNE FETT HERKOMMT

Braunes Fettgewebe hat nichts mit den Speckröllchen zu tun, die vielen Erwachsenen zu schaffen machen. Für diese Zeichen des Wohlstands ist das weiße Fettgewebe zuständig. Das braune Fettgewebe hingegen erzeugt Wärme und ist vor allem für Kinder sehr wichtig. Forscher fanden nun heraus, dass dieses Gewebe ein Verwandter der Muskulatur ist.

DAS GEWICHT DER ATOMBAUSTEINE 

Mit Hilfe von mehreren Supercomputern haben Forscher nachgewiesen, dass Einsteins berühmte Masse-Energie-Formel E=mc2 auch für Atombausteine gilt. Sie erklärt, warum die Bestandteile von Protonen eine geringere Masse haben als das gesamte Teilchen. Der Rest stammt aus der Bewegungsenergie sowie von Wechselwirkungen der winzigen Teilchen.

GÜNSTIGE GENOME 

Die Entzifferung kompletter Erbgutsätze wird immer preiswerter. In diesem Jahr wurde das Genom eines Asiaten, eines Schwarzen und eines Krebspatienten sequenziert. Eine Firma posaunte heraus, dass ein komplettes Genom bald für knapp 4000 Euro zu haben sein wird. Wann lassen Sie sich sequenzieren?

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