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Forscher verwenden Autokollisionen mit Hirschen, um mysteriöse Phänomene der Tierpopulation zu untersuchen

Kredit: US-amerikanischer Fisch- und Wildtierservice LAWRENCE – Seit mindestens einem Jahrhundert wundern sich Ökologen über die Tendenz zu…

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Gutschrift: US-amerikanischer Fisch- und Wildtierservice

LAWRENCE – Seit mindestens einem Jahrhundert wundern sich Ökologen über die Tendenz, dass Populationen verschiedener Arten in gleichmäßigen, rhythmischen Mustern auf und ab fahren.

"Diese Zyklen können wirklich übertrieben sein – wirklich große Booms und große Büsten – und ziemlich regelmäßig", sagte Daniel Reuman, Professor für Ökologie und Evolutionsbiologie an der Universität von Kansas und leitender Wissenschaftler am Kansas Biological Survey. "Es hat die Aufmerksamkeit der Menschen auf sich gezogen, weil es irgendwie mysteriös war. Warum sollte so etwas passieren? “

Eine zweite Beobachtung in Tierpopulationen ist möglicherweise noch schwerer zu ergründen: Weit entfernte Artengemeinschaften, die manchmal durch Hunderte von Kilometern voneinander getrennt sind, schwanken häufig synchron miteinander – ein Effekt, der als „räumliche Synchronität“ bezeichnet wird.

Jetzt haben Reuman und Kollegen in der Fachzeitschrift Ecology Letters eine neue Studie verfasst, in der gezeigt wird, dass diese beiden Effekte miteinander verbunden sind, jedoch nicht in der erwarteten Weise. Durch die Analyse von Daten zu Wetter, Hirschpopulationen und Kollisionen von Hirschfahrzeugen in Wisconsin zeigen die Forscher, dass räumliche Synchronität die Bevölkerungszyklen beeinflussen könnte und nicht umgekehrt.

Reuman verglich die damit verbundenen Populationsphänomene mit einem berühmten physikalischen Experiment, bei dem zwei Standuhren nebeneinander an einer Wand stehen.

"Im Laufe der Zeit werden die Pendel synchronisiert", sagte er. „Der Grund ist, dass beide winzige Vibrationen in der Wand erzeugen. Und die Vibrationen von einem von ihnen in der Wand beeinflussen den anderen nur ein wenig – genug, um die Pendel schließlich synchron zu machen. Ein Grund, warum die Leute denken, dass diese Fahrradpopulationen leicht zu synchronisieren sind, ist, wenn einige Personen von einem zum anderen gelangen können, wie Vibrationen, die für die Standuhren durch die Wand gehen. Es reicht aus, diese Fahrradpopulationen synchron zu bringen. So haben die Leute über die Dinge nachgedacht, bevor wir mit diesem Papier angefangen haben. "

Aber Reuman und seine Co-Autoren beschreiben, dass dieser Prozess tatsächlich umgekehrt sein kann. Die Forscher fanden heraus, dass von El Nino getriebene Wettermuster vorhersehbare Schwankungen der Hirschpopulationen im gesamten Bundesstaat sowie die Synchronität zwischen verschiedenen Hirschpopulationen beeinflussten.

Das Team untersuchte Datensätze zu lokalen Temperatur- und Schneefallschwankungen im gesamten Bundesstaat und stellte fest, dass „unter all dieser Zufälligkeit eine kaum wahrnehmbare, aber synchrone Schwankung begraben ist“, sagte Reuman.

Die drei- bis siebenjährigen Wetterschwankungen beeinflussten direkt die synchronen Populationszyklen der staatlichen Hirsche.

„All diese lokalen Variationen würden sich aufheben, weil es an einem Ort etwas wärmer, an einem anderen Ort etwas kälter sein könnte – aber diese insgesamt synchrone Komponente, die in diesem Fall mit El Nino zusammenhängt, verstärkt alle lokalen Variationen. Sagte Reuman. "Und es sind die gleichen Jahre mit Rehen. Der Grund, warum die Synchronität den Zyklus verursacht, liegt darin, dass die Synchronität nur auf den relevanten Zeitskalen der Fluktuation auftritt. Nur diese Komponente der drei- bis siebenjährigen Schwingungen synchronisiert sich. Alle schnelleren und langsameren Schwingungen sind lokale Schwankungen, die sich aufheben, wenn Sie über den gesamten Zustand mitteln. “

Darüber hinaus stellten die Forscher fest, dass diese Schwankungen der Hirschpopulation die Anzahl der Autokollisionen mit Hirschen im ganzen Bundesstaat stärker vorhersagten als das Verkehrsaufkommen oder andere Faktoren.

"Es war eine Überraschung für uns, als wir herausfanden, dass das so ist", sagte Reuman. „Es handelt sich um einen neuen Mechanismus für diese großen Bevölkerungszyklen und eine neue Art und Weise, wie sie zustande kommen können. Das unterscheidet sich grundlegend von der alten Art und Weise, wie die Leute darüber nachdachten. "

Der Hauptautor Tom Anderson, Assistenzprofessor an der Southern Illinois University in Edwardsville, sagte, die Arbeit zeige, dass es "immer noch möglich ist, neue Informationen über gut untersuchte wissenschaftliche Phänomene zu entdecken".

"Forscher untersuchen Bevölkerungszyklen seit mehr als 100 Jahren, doch unsere Studie hat immer noch neue Informationen aufgedeckt", sagte Anderson. „Das ist es zum Teil, was die Wissenschaft und insbesondere dieses Projekt spannend macht, neue Denkweisen über etwas aufzudecken, über das andere ausgiebig nachgedacht haben. Unsere Arbeit hat auch wichtige Auswirkungen auf eine Vielzahl anderer Bereiche, einschließlich der Frage, wie Schwankungen der Pflanzen- oder Tierpopulationen auf den Klimawandel reagieren und dass Organismen, die für den Menschen wirtschaftlich und sozial wichtig sind, wie Weißwedelhirsche, Hochperioden durchmachen können und geringe Häufigkeit aufgrund natürlich vorkommender Prozesse in großen räumlichen Maßstäben, die Auswirkungen auf deren nachfolgendes Management haben könnten. “

Laut Co-Autor Lawrence Sheppard, Postdoktorand am KU-Department für Ökologie und Evolutionsbiologie und am Kansas Biological Survey, wurde die unerwartete Beziehung zwischen räumlicher Synchronität und Populationszyklen durch „neue Methoden zur Untersuchung der verschiedenen Zeitskalen des Wandels in einem Ökosystem“ aufgedeckt . ”

"Wir verfolgen, wie bestimmte Zeitskalen von Änderungen in den Daten auftreten und von einem Teil des Systems zu einem anderen über Wavelets übertragen werden, die ich während meiner Promotion zum ersten Mal auf biomedizinische Daten angewendet habe", sagte Sheppard. "Insbesondere stellen wir hier fest, dass die räumliche Synchronität auf einer bestimmten Zeitskala aus einer Assoziation mit dem Winterklima auf dieser Zeitskala resultiert und die räumliche Synchronität in der Hirschpopulation einen erheblichen landesweiten Einfluss auf die menschlichen Interaktionen mit dem Hirsch hat."

Weitere Autoren waren Jonathan Walter von der KU und der University of Virginia sowie Robert Rolley vom Wisconsin Department of Natural Resources.

Reuman sagte, die Ergebnisse könnten auf eine Vielzahl anderer Arten und ökologischer Systeme übertragen werden, mit Auswirkungen auf Landwirtschaft, Fischerei, Transportmanager und die Versicherungsbranche.

"Wir haben zunächst versucht, die Natur der Synchronität in diesen Dingen zu verstehen und herauszufinden, was sie verursacht und welche Konsequenzen sie hat", sagte Reuman. "Es hat sich herausgestellt, dass es mit diesen allgemeinen Klimaindizes zusammenhängt. Für Rehe ist es im Grunde genommen schlechtes Winterwetter, von dem wir sprechen, das die Dinge synchronisiert. Für eine andere bestimmte Art wird die Art ihrer Beziehung zum Wetter an einem Ort den Unterschied ausmachen. “

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https://news.ku.edu/2021/01/21/researchers-use-car-collisions-deer-shed-light-mysterious-animal-population-phenomena

Reuman verglich die damit verbundenen Populationsphänomene mit einem berühmten physikalischen Experiment, bei dem zwei Standuhren nebeneinander an einer Wand stehen.

Source: https://bioengineer.org/researchers-use-car-collisions-with-deer-to-study-mysterious-animal-population-phenomena/

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Reduzierte mikrobielle Stabilität in Verbindung mit dem Kohlenstoffverlust des Bodens in der aktiven Schicht unter alpinem Permafrostabbau

Quelle: Chinesische NIEER-Forscher haben kürzlich Zusammenhänge zwischen der Verringerung der mikrobiellen Stabilität und dem Kohlenstoffverlust des Bodens im Wirkstoff entdeckt…

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Chinesische Forscher haben kürzlich Zusammenhänge zwischen der Verringerung der mikrobiellen Stabilität und dem Kohlenstoffverlust im Boden in der aktiven Schicht des degradierten alpinen Permafrostbodens auf dem Qinghai-Tibet-Plateau (QTP) entdeckt.

Die Forscher um Prof. CHEN Shengyun vom Northwest Institute of Eco-Environment and Resources (NIEER) der Chinese Academy of Sciences (CAS) und XUE Kai von der University of Chinese Academy of Sciences führten eine gemeinsame tiefgreifende Analyse durch von mikrobiellen Bodengemeinschaften und ihren Netzwerken des gemeinsamen Auftretens in der aktiven Permafrostschicht entlang eines ausgedehnten Gradienten der Permafrostdegradation.

Das QTP umfasst die weltweit größte Ausdehnung von Hochgebirgspermafrost. Dieser Permafrost unterscheidet sich vom Permafrost hoher Breiten und speichert massiven Bodenkohlenstoff. Ein oft ignoriertes Merkmal von Permafrost ist, dass der Kohlenstoffspeicher in der aktiven Schicht des Bodens im Vergleich zu tieferen Schichten aktiver und direkter vom Klimawandel betroffen ist.

Ausgelöst durch die Klimaerwärmung kann die Degradation des Permafrostbodens die Kohlenstoffstabilität des Bodens verringern und einen massiven Kohlenstoffverlust verursachen, was zu einer positiven Kohlenstoff-Klima-Rückkopplung führt. Die mikrobiell vermittelten Mechanismen für den Kohlenstoffverlust aus der aktiven Bodenschicht in degradiertem Permafrost sind jedoch noch unklar.

In dieser Studie fanden die Forscher heraus, dass der Abbau des alpinen Permafrosts die Stabilität der mikrobiellen Gemeinschaften der aktiven Schicht verringert, was durch eine erhöhte Empfindlichkeit der mikrobiellen Zusammensetzung gegenüber Umweltveränderungen, destabilisierende Netzwerkeigenschaften und eine verringerte Widerstandsfähigkeit gegen Knoten- oder Kantenangriffe des mikrobiellen Netzwerks belegt wird.

Sie entdeckten, dass der Verlust von organischem Kohlenstoff im Boden in stark degradiertem Permafrost mit einer erhöhten mikrobiellen Unähnlichkeit verbunden ist, was möglicherweise zu einer positiven Kohlenstoffrückkopplung im alpinen Permafrost auf dem QTP beiträgt.

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Die Ergebnisse wurden in PNAS in einem Artikel mit dem Titel „Reduzierte mikrobielle Stabilität in der aktiven Schicht ist verbunden mit Kohlenstoffverlust unter alpinem Permafrostabbau“ veröffentlicht.

Diese Forschung wurde von der National Natural Science Foundation of China, dem Strategic Priority Research Program (A) von CAS und dem Second Tibetan Plateau Scientific Expedition and Research Program finanziell unterstützt.

Ausgelöst durch die Klimaerwärmung kann die Degradation des Permafrostbodens die Kohlenstoffstabilität des Bodens verringern und einen massiven Kohlenstoffverlust verursachen, was zu einer positiven Kohlenstoff-Klima-Rückkopplung führt. Die mikrobiell vermittelten Mechanismen für den Kohlenstoffverlust aus der aktiven Bodenschicht in degradiertem Permafrost sind jedoch noch unklar.

Source: https://bioengineer.org/reduced-microbial-stability-linked-to-soil-carbon-loss-in-active-layer-under-alpine-permafrost-degra/

reduzierte-mikrobielle-stabilität-in-verbindung-mit-dem-kohlenstoffverlust-des-bodens-in-der-aktiven-schicht-unter-alpinem-permafrostabbau

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SNMMI Image of the Year: PET-Bildgebung misst kognitive Beeinträchtigungen bei COVID-19-Patienten

Quelle: G Blazhenets et al., Klinik für Nuklearmedizin, Medizinisches Zentrum – Universität Freiburg, Medizinische Fakultät, Universität…

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Bild: G Blazhenets et al., Klinik für Nuklearmedizin, Medizinisches Zentrum – Universität Freiburg, Medizinische Fakultät, Universität Freiburg.

Reston, VA – Die Auswirkungen von COVID-19 auf das Gehirn können mit der Positronen-Emissions-Tomographie (PET) genau gemessen werden, so die auf der Jahrestagung 2021 der Society of Nuclear Medicine and Molecular Imaging (SNMMI) vorgestellten Forschungsergebnisse. In der Studie wurden bei neu diagnostizierten COVID-19-Patienten, die stationär behandelt und einer PET-Untersuchung des Gehirns unterzogen wurden, Defizite in der neuronalen Funktion und begleitende kognitive Beeinträchtigungen festgestellt, und bei einigen bestand diese Beeinträchtigung sechs Monate nach ihrer Diagnose. Die detaillierte Darstellung von Bereichen kognitiver Beeinträchtigung, neurologischer Symptome und Vergleich der Beeinträchtigung über einen Zeitraum von sechs Monaten wurde von SNMMI zum Bild des Jahres 2021 gewählt.

Jedes Jahr wählt SNMMI ein Bild aus, das die vielversprechendsten Fortschritte auf dem Gebiet der Nuklearmedizin und der molekularen Bildgebung am besten veranschaulicht. Die hochmodernen Technologien, die in diesen Bildern erfasst werden, zeigen die Fähigkeit, die Patientenversorgung zu verbessern, indem sie Krankheiten erkennen, die Diagnose unterstützen, das klinische Vertrauen verbessern und eine Möglichkeit zur Auswahl geeigneter Behandlungen bieten. In diesem Jahr wurde das SNMMI Henry N. Wagner, Jr., Image of the Year aus mehr als 1.280 eingereichten Abstracts ausgewählt und von Gutachtern und der Vereinsführung abgestimmt.

„Mit fortschreitender SARS-CoV-2-Pandemie wird immer deutlicher, dass neurokognitive Langzeitfolgen nicht nur bei schweren COVID-19-Fällen auftreten, sondern auch bei leichten und mittelschweren Fällen. Neurokognitive Defizite wie Gedächtnisstörungen, Konzentrationsstörungen und kognitive Probleme können weit über die Akutphase der Erkrankung hinaus bestehen“, sagt Ganna Blazhenets, PhD, Postdoktorandin für Medizinische Bildgebung am Universitätsklinikum Freiburg in Freiburg.

Um kognitive Beeinträchtigungen im Zusammenhang mit COVID-19 zu untersuchen, führten die Forscher eine prospektive Studie an kürzlich diagnostizierten COVID-19-Patienten durch, die eine stationäre Behandlung wegen nicht-neurologischer Beschwerden benötigten. Eine kognitive Bewertung wurde durchgeführt, gefolgt von einer Bildgebung mit 18F-FDG-PET, wenn mindestens zwei neue neurologische Symptome vorhanden waren. Durch den Vergleich von COVID-19-Patienten mit Kontrollen stellte die Freiburger Gruppe ein COVID-19-bezogenes Kovarianzmuster des Hirnstoffwechsels mit den deutlichsten Abnahmen in kortikalen Regionen fest. Patientenübergreifend zeigte die Ausprägung dieses Musters eine sehr hohe Korrelation mit der kognitiven Leistung der Patienten.

Sechs Monate nach der Erstdiagnose von COVID-19 wurde eine PET-Follow-up-Bildgebung durchgeführt. Die bildgebenden Ergebnisse zeigten bei den meisten Patienten eine signifikante Verbesserung der neurokognitiven Defizite, begleitet von einer fast vollständigen Normalisierung des Hirnstoffwechsels.

„Wir können eindeutig feststellen, dass aufgrund der Ergebnisse dieser Studie bei den meisten COVID-19-Patienten eine signifikante Erholung der regionalen neuronalen Funktion und Kognition eintritt. Es ist jedoch wichtig, die Hinweise auf länger anhaltende Defizite der neuronalen Funktion und begleitende kognitive Defizite zu erkennen, die bei einigen Patienten sechs Monate nach Manifestation der Krankheit noch messbar sind“, sagte Blazhenets. „Daher sollten Post-COVID-19-Patienten mit anhaltenden kognitiven Beschwerden einem Neurologen vorgestellt und möglicherweise kognitiven Rehabilitationsprogrammen zugeteilt werden.“

„18F-FDG PET ist ein etablierter Biomarker für neuronale Funktionen und neuronale Schädigungen“, sagte Umar Mahmood, MD, PhD, der Vorsitzende des Wissenschaftlichen Programmausschusses von SNMMI. „Wie das Bild des Jahres gezeigt hat, kann es angewendet werden, um neuronale Korrelate des kognitiven Verfalls bei Patienten nach COVID-19 zu entschlüsseln. Da die 18F-FDG-PET weit verbreitet ist, kann sie daher bei der diagnostischen Aufarbeitung und Nachsorge bei Patienten mit anhaltender kognitiver Beeinträchtigung nach COVID-19 hilfreich sein.“

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Zusammenfassung 41. „Veränderte regionale zerebrale Funktion und ihre Assoziation mit kognitiver Beeinträchtigung bei COVID 19: Eine prospektive FDG-PET-Studie.“ Ganna Blazhenets, Johannes Thurow, Lars Frings und Philipp Meyer, Klinik für Nuklearmedizin, Medizinisches Zentrum – Universität Freiburg, Medizinische Fakultät, Universität Freiburg, Freiburg, Deutschland; Nils Schroeter, Tobias Bormann, Cornelius Weiller, Andrea Dressing und Jonas Hosp; Klinik für Neurologie und Klinische Neurowissenschaften, Medizinisches Zentrum – Universität Freiburg, Medizinische Fakultät, Universität Freiburg, Freiburg, Deutschland; und Dirk Wagner, Klinik für Innere Medizin, Medizinisches Zentrum – Universität Freiburg, Medizinische Fakultät, Universität Freiburg, Freiburg, Deutschland.

Alle Abstracts der SNMMI-Jahrestagung 2021 finden Sie online unter https://jnm.snmjournals.org/content/62/supplement_1.

Über die Gesellschaft für Nuklearmedizin und Molekulare Bildgebung

Die Society of Nuclear Medicine and Molecular Imaging (SNMMI) ist eine internationale wissenschaftliche und medizinische Organisation, die sich der Weiterentwicklung der Nuklearmedizin und der molekularen Bildgebung verschrieben hat Ergebnisse.

Die Mitglieder von SNMMI setzen den Standard für die molekulare Bildgebung und die nuklearmedizinische Praxis, indem sie Leitlinien erstellen, Informationen durch Zeitschriften und Tagungen austauschen und sich für wichtige Themen einsetzen, die die Forschung und Praxis der molekularen Bildgebung und Therapie beeinflussen. Weitere Informationen finden Sie unter http://www.snmmi.org.

„Mit fortschreitender SARS-CoV-2-Pandemie wird immer deutlicher, dass neurokognitive Langzeitfolgen nicht nur bei schweren COVID-19-Fällen auftreten, sondern auch bei leichten und mittelschweren Fällen. Neurokognitive Defizite wie Gedächtnisstörungen, Konzentrationsstörungen und kognitive Probleme können weit über die Akutphase der Erkrankung hinaus bestehen“, sagt Ganna Blazhenets, PhD, Postdoktorandin für Medizinische Bildgebung am Universitätsklinikum Freiburg in Freiburg.

Source: https://bioengineer.org/snmmi-image-of-the-year-pet-imaging-measures-cognitive-impairment-in-covid-19-patients/

snmmi-image-of-the-year:-pet-bildgebung-misst-kognitive-beeinträchtigungen-bei-covid-19-patienten

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Wissenschaftler zeigen vielversprechenden neuen Ansatz zur Behandlung von Mukoviszidose

Wissenschaftler unter der Leitung der Forscher der UNC School of Medicine, Silvia Kreda, Ph.D., und Rudolph Juliano, Ph.D., entwickelten eine verbesserte Oligonukleotidtherapie…

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Wissenschaftler unter der Leitung der Forscher der UNC School of Medicine, Silvia Kreda, Ph.D., und Rudolph Juliano, Ph.D., entwickelten eine verbesserte Oligonukleotid-Therapiestrategie mit dem Potenzial zur Behandlung anderer Lungenerkrankungen wie COPD und Asthma

CHAPEL HILL, NC – Wissenschaftler der UNC School of Medicine leiteten eine Zusammenarbeit von Forschern, um eine potenziell leistungsstarke neue Strategie zur Behandlung von Mukoviszidose (CF) und möglicherweise einer Vielzahl anderer Krankheiten zu demonstrieren. Es handelt sich um kleine Nukleinsäuremoleküle, die Oligonukleotide genannt werden, die einige der Gendefekte korrigieren können, die CF zugrunde liegen, aber von bestehenden Modulatortherapien nicht angegangen werden. Die Forscher verwendeten eine neue Transportmethode, die traditionelle Hindernisse beim Einbringen von Oligonukleotiden in Lungenzellen überwindet.

Wie die Wissenschaftler in der Fachzeitschrift Nucleic Acids Research berichteten, demonstrierten sie die beeindruckende Wirksamkeit ihres Ansatzes in Zellen eines CF-Patienten und in Mäusen.

„Mit unserer Oligonukleotid-Abgabeplattform konnten wir die Aktivität des Proteins wiederherstellen, das bei CF nicht normal funktioniert, und wir konnten mit nur einer bescheidenen Dosis eine verlängerte Wirkung feststellen. Wir sind also sehr gespannt auf das Potenzial dieser Strategie. “, sagte die leitende Autorin der Studie, Silvia Kreda, PhD, außerordentliche Professorin am UNC Department of Medicine und der UNC Department Biochemistry & Biophysics und Mitglied des Marsico Lung Institute an der UNC School of Medicine.

Kreda und ihr Labor arbeiteten an der Studie mit einem Team unter der Leitung von Rudolph Juliano, PhD, Boshamer Distinguished Professor Emeritus in der UNC-Abteilung für Pharmakologie und Mitbegründer und Chief Scientific Officer des Biotech-Startups Initos Pharmaceuticals.

Etwa 30.000 Menschen in den Vereinigten Staaten haben CF, eine Erbkrankheit, bei der Genmutationen das funktionelle Fehlen eines wichtigen Proteins namens CFTR verursachen. Ohne CFTR wird der Schleim, der die Lunge und die oberen Atemwege auskleidet, dehydriert und sehr anfällig für bakterielle Infektionen, die häufig auftreten und zu fortschreitenden Lungenschäden führen.

Behandlungen für CF umfassen jetzt CFTR-Modulator-Medikamente, die in vielen Fällen die teilweise CFTR-Funktion effektiv wiederherstellen. Allerdings können CFTR-Modulatoren etwa zehn Prozent der CF-Patienten nicht helfen, oft weil der zugrunde liegende Gendefekt von der Art ist, die als Spleißdefekt bekannt ist.

CF- und Spleißdefekte

Spleißen ist ein Prozess, der auftritt, wenn Gene in temporäre RNA-Stränge kopiert oder transkribiert werden. Ein Komplex aus Enzymen und anderen Molekülen zerhackt dann den RNA-Strang und setzt ihn wieder zusammen, typischerweise nach dem Löschen bestimmter unerwünschter Segmente. Das Spleißen findet bei den meisten menschlichen Genen statt, und Zellen können die RNA-Segmente auf unterschiedliche Weise wieder zusammensetzen, sodass aus einem einzigen Gen verschiedene Versionen eines Proteins hergestellt werden können. Fehler beim Spleißen können jedoch zu vielen Krankheiten führen – einschließlich CF, wenn das Gen-Transkript von CFTR falsch gespleißt wird.

Im Prinzip können richtig konstruierte Oligonukleotide einige Arten von Spleißdefekten korrigieren. In den letzten Jahren hat die US-Gesundheitsbehörde Food and Drug Administration zwei Therapien mit „Splice Switching Oligonukleotid“ für erbliche Muskelerkrankungen zugelassen.

In der Praxis war es jedoch für einige Organe eine extreme Herausforderung, Oligonukleotide in Zellen und an die Stellen innerhalb der Zellen zu bringen, an denen sie RNA-Spleißdefekte korrigieren können.

„Es war besonders schwierig, signifikante Konzentrationen von Oligonukleotiden in die Lunge zu bringen, um Lungenerkrankungen zu bekämpfen“, sagte Kreda.

Therapeutische Oligonukleotide müssen, wenn sie ins Blut injiziert werden, einen langen Kampf biologischer Systeme durchlaufen, die den Körper vor Viren und anderen unerwünschten Molekülen schützen sollen. Selbst wenn Oligonukleotide in Zellen gelangen, werden sie meistens in Vesikel, den Endosomen, eingeschlossen und aus der Zelle zurückgeschickt oder von Enzymen abgebaut, bevor sie ihre Arbeit verrichten können.

Eine neue Lieferstrategie

Die von Kreda, Juliano und ihren Kollegen entwickelte Strategie überwindet diese Hindernisse, indem sie dem Spleißschalt-Oligonukleotid zwei neue Funktionen hinzufügt: Erstens sind die Oligonukleotide mit kurzen, proteinähnlichen Molekülen, sogenannten Peptiden, verbunden, die ihnen bei der Verteilung im Körper helfen sollen und in Zellen gelangen. Zweitens gibt es eine separate Behandlung mit kleinen Molekülen namens OECs, entwickelt von Juliano und Initos, die den therapeutischen Oligonukleotiden helfen, ihrem Einschluss in Endosomen zu entkommen.

Die Forscher demonstrierten diesen kombinierten Ansatz in kultivierten Atemwegszellen eines menschlichen CF-Patienten mit einer häufigen Spleißdefekt-Mutation.

„Die einmalige Zugabe zu diesen Zellen in einer relativ niedrigen Konzentration korrigierte CFTR im Wesentlichen auf ein normales Funktionsniveau, ohne Anzeichen einer Toxizität für die Zellen“, sagte Kreda.

Die Ergebnisse waren mit OECs viel besser als ohne und verbesserten sich mit der OEC-Dosis.

Es gibt kein Mausmodell für CF mit Spleißdefekt, aber die Forscher testeten ihren allgemeinen Ansatz erfolgreich mit einem anderen Oligonukleotid in einem Mausmodell eines Spleißdefekts, der ein Reportergen betrifft. In diesen Experimenten beobachteten die Forscher, dass die Korrektur des Spleißdefekts in der Mauslunge nach einer einzigen Behandlung mindestens drei Wochen anhielt – ein Hinweis darauf, dass Patienten, die solche Therapien erhielten, möglicherweise nur sporadisch dosiert werden müssen.

Die Forscher planen nun weitere präklinische Studien zu ihrer möglichen CF-Behandlung in Vorbereitung auf mögliche klinische Studien.

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Yan Dang, Catharina van Heusden, Veronica Nickerson, Felicity Chung, Yang Wang, Nancy Quinney, Martina Gentzsch und Scott Randell waren weitere Mitwirkende an dieser Studie des Marsico Lung Institute; Ryszard Kole, Co-Autor der Abteilung für Pharmakologie der UNC.

Die Cystic Fibrosis Foundation und die National Institutes of Health unterstützten diese Arbeit.

Scientists Demonstrate Promising New Approach for Treating Cystic Fibrosis

Source: https://bioengineer.org/scientists-demonstrate-promising-new-approach-for-treating-cystic-fibrosis/

wissenschaftler-zeigen-vielversprechenden-neuen-ansatz-zur-behandlung-von-mukoviszidose

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