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Wissenschaftler bringen das Gehirn von zwei Menschen nach dem Koma in Schwung

"Atemberaubend mit eigenen Augen zu sehen", sagt UCLA-Neurowissenschaftler Martin MontiCredit: Ivy Reynolds 2016 wurde ein Team von…

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Im Jahr 2016 berichtete ein Team unter der Leitung von Martin Monti von der UCLA, dass ein 25-jähriger Mann, der sich vom Koma erholt hatte, nach einer Behandlung, bei der sein Gehirn mit Ultraschall in Schwung gebracht wurde, bemerkenswerte Fortschritte erzielt hatte.

Wired UK bezeichnete die Nachrichten als eines der besten Ereignisse des Jahres 2016. Zu dieser Zeit räumte Monti ein, dass die Wissenschaftler, obwohl er durch das Ergebnis ermutigt wurde, möglicherweise ein wenig Glück gehabt hatten.

Nun berichten Monti und Kollegen, dass zwei weitere Patienten mit schweren Hirnverletzungen – beide befanden sich in einem von Wissenschaftlern als langfristig „minimal bewusst“ bezeichneten Zustand – dank derselben Technik beeindruckende Fortschritte erzielt haben. Die Ergebnisse werden online in der Zeitschrift Brain Stimulation veröffentlicht.

„Ich halte dieses neue Ergebnis für viel bedeutender, da diese chronischen Patienten sich viel seltener spontan erholen als der akute Patient, den wir 2016 behandelt haben – und jede Genesung erfolgt normalerweise langsam über mehrere Monate und typischer über Jahre, nicht über Tage und Wochen Wir zeigen “, sagte Monti, UCLA-Professor für Psychologie und Neurochirurgie und Co-Senior-Autor des neuen Papiers. "Es ist sehr unwahrscheinlich, dass unsere Ergebnisse einfach auf eine spontane Genesung zurückzuführen sind."

Das Papier stellt fest, dass von drei Personen, die die Behandlung erhielten, eine – ein 58-jähriger Mann, der fünfeinhalb Jahre vor der Behandlung einen Autounfall hatte und bei minimalem Bewusstsein war – keinen Nutzen hatte. Die anderen beiden taten es jedoch.

Einer ist ein 56-jähriger Mann, der einen Schlaganfall erlitten hatte und sich seit mehr als 14 Monaten in einem minimal bewussten Zustand befand, der nicht in der Lage war zu kommunizieren. Nach der ersten von zwei Behandlungen demonstrierte er zum ersten Mal die Fähigkeit, konsequent auf zwei unterschiedliche Befehle zu reagieren – die Fähigkeit, einen Ball fallen zu lassen oder zu greifen, und die Fähigkeit, bei ihrem Namen auf separate Fotos von zwei seiner Verwandten zu schauen wurden erwähnt.

Er könnte auch nicken oder den Kopf schütteln, um "Ja" oder "Nein" anzuzeigen, wenn Fragen wie "Ist X Ihr Name?" Gestellt werden. und "Ist Y der Name Ihrer Frau?"

Kleine aber signifikante Verbesserung

In den Tagen nach der zweiten Behandlung zeigte er zum ersten Mal seit dem Schlaganfall die Fähigkeit, einen Stift auf Papier zu verwenden und eine Flasche an den Mund zu heben sowie Fragen zu kommunizieren und zu beantworten.

"Wichtig", sagte Monti, "diese Verhaltensweisen sind diagnostische Marker für das Auftreten einer Bewusstseinsstörung."

Die andere Patientin, die sich besserte, war eine 50-jährige Frau, die sich nach einem Herzstillstand mehr als zweieinhalb Jahre lang in einem noch weniger bewussten Zustand befand. In den Tagen nach der ersten Behandlung konnte sie laut ihrer Familie zum ersten Mal seit Jahren einen Bleistift, einen Kamm und andere Gegenstände erkennen.

Beide Patienten zeigten die Fähigkeit, Sprache zu verstehen.

"Bemerkenswert ist, dass beide innerhalb weniger Tage nach der Intervention aussagekräftige Reaktionen zeigten", sagte Monti. „Das haben wir uns erhofft, aber es ist atemberaubend, es mit eigenen Augen zu sehen. Es ist ein äußerst vielversprechendes Ergebnis, wenn sich zwei unserer drei Patienten, die sich in einem chronischen Zustand befanden, innerhalb von Tagen nach der Behandlung sehr signifikant verbessern. “

Die Veränderungen, die die Forscher sahen, sind gering, aber Monti sagte, dass selbst die kleinste Form der Kommunikation einen Weg zur Wiederverbindung darstellt. Ein kraftvoller Moment während des Studiums war, als die Frau des 56-jährigen Mannes ihm Fotos zeigte und fragte, ob er erkenne, wen er sehe.

"Sie sagte zu uns:" Dies ist das erste Gespräch, das ich seit dem Unfall mit ihm geführt habe ", sagte Monti. „Für diese Patienten kann der kleinste Schritt sehr bedeutsam sein – für sie und ihre Familien. Für sie bedeutet es die Welt. “

Mit akustischer Energie

Die Wissenschaftler verwendeten eine Technik, die als fokussierter Ultraschall geringer Intensität bezeichnet wird und bei der die Neuronen im Thalamus durch Schallstimulation angeregt werden. Diese eiförmige Struktur dient als zentraler Knotenpunkt des Gehirns für die Verarbeitung. Nach einem Koma ist die Thalamusfunktion typischerweise geschwächt, sagte Monti.

Ärzte verwenden ein Gerät von der Größe einer Untertasse, das eine kleine Kugel akustischer Energie erzeugt, die sie auf verschiedene Gehirnregionen richten können, um Gehirngewebe anzuregen. Die Forscher platzierten das Gerät neben dem Kopf jedes Patienten und aktivierten es 10 Mal für jeweils 30 Sekunden in einem Zeitraum von 10 Minuten. Jeder Patient unterzog sich zwei Sitzungen im Abstand von einer Woche.

Monti hofft, die Technologie schließlich in ein kostengünstiges, tragbares Gerät umsetzen zu können, damit die Behandlung nicht nur in hochmodernen medizinischen Zentren, sondern auch bei Patienten zu Hause durchgeführt werden kann, um Patienten von einem minimalen Bewusstsein „aufzuwecken“ oder vegetativer Zustand.

Die Behandlung scheint gut verträglich zu sein; Die Forscher sahen keine Veränderungen des Blutdrucks, der Herzfrequenz oder des Blutsauerstoffgehalts der Patienten und keine anderen unerwünschten Ereignisse. Monti sagte, das Gerät sei sicher, da es nur eine geringe Energiemenge abgibt, weniger als ein herkömmlicher Doppler-Ultraschall.

Während die Wissenschaftler von den Ergebnissen begeistert sind, betonen sie, dass die Technik noch experimentell ist und wahrscheinlich für mindestens einige Jahre nicht für die Öffentlichkeit verfügbar sein wird. Derzeit kann wenig getan werden, um Patienten dabei zu helfen, sich von einer schweren Hirnverletzung zu erholen, die entweder zu einem chronischen vegetativen Zustand oder zu einem Zustand mit minimalem Bewusstsein führt, sagte Monti.

Monti sagte, sein Team plane zusätzliche Studien, um genau zu erfahren, wie Thalamus-Ultraschall die Gehirnfunktion verändert. Er hofft, mit diesen klinischen Studien beginnen zu können, sobald die Forscher und Patienten sicher sind, vor COVID-19 sicher zu sein.

Der Hauptautor der Studie ist Josh Cain, ein UCLA-Doktorand in Psychologie, und eine Co-Senior-Autorin ist Caroline Schnakers, eine ehemalige UCLA-Forscherin, die jetzt stellvertretende Forschungsdirektorin am Casa Colina Hospital und den Centers for Healthcare in Pomona, Kalifornien, ist. Die Arbeit wurde von der Tiny Blue Dot Foundation und der Dana Foundation finanziert.

Die Terminologie verstehen

Menschen im Koma scheinen unter Vollnarkose zu sein; Ihre Augen sind geschlossen und sie wachen nicht auf, selbst wenn jemand versucht, sie zu wecken. Einige Menschen erholen sich schließlich von einem Koma und erlangen wieder eine signifikante kognitive Funktion. Andere geraten in einen rätselhaften Zustand, der als vegetativer Zustand bezeichnet wird und in dem sie wach sind – das heißt, ihre Augen öffnen und schließen sich, als würden sie aufwachen und einschlafen -, aber sie zeigen keine Anzeichen von Bewusstsein.

Ein minimal bewusster Zustand ist ein Zustand, in dem Menschen wach sind (sie wachen auf und schlafen regelmäßig ein), aber subtile Anzeichen dafür zeigen, dass sie bei Bewusstsein sind – zum Beispiel die Fähigkeit, als Reaktion auf einen Befehl mit den Augen zu blinzeln.

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Das Papier stellt fest, dass von drei Personen, die die Behandlung erhielten, eine – ein 58-jähriger Mann, der fünfeinhalb Jahre vor der Behandlung einen Autounfall hatte und bei minimalem Bewusstsein war – keinen Nutzen hatte. Die anderen beiden taten es jedoch.

Source: https://bioengineer.org/scientists-jump-start-two-peoples-brains-after-coma/

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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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