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Mediadaten

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Impfstoffe chemikalienfrei produzieren

Impfstoffe herzustellen ist ein schwieriges Unterfangen: Bei den Tot-Impfstoffen müssen die Krankheitserreger abgetötet werden, ohne deren Struktur zu verändern. Bislang geschieht dies meist mit giftigen Chemikalien. Eine neuartige Technologie von Fraunhofer-Forscherinnen und -Forschern nutzt stattdessen Elektronenstrahlen – und ermöglicht erstmals, Tot-Impfstoffe chemikalienfrei, schnell und reproduzierbar anzufertigen.

Impfungen gegen Kinderlähmung, Diphtherie, Keuchhusten und Tetanus gehören seit Jahrzehnten zum Standard-Programm beim Kinderarzt. Bei vielen Vakzinen handelt es sich um Tot-Impfstoffe – die Krankheitserreger darin wurden also abgetötet und können dem Körper des Patienten somit nichts mehr anhaben. Eine Immunantwort lösen sie dennoch aus: Der Körper erkennt sie als fremd und startet die Immunreaktion, indem er entsprechende Antikörper ausbildet und sich vor der Krankheit schützt. Zur Herstellung der Impfstoffe werden die Krankheitserreger in grosser Zahl gezüchtet und durch Chemikalien abgetötet.

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Cholesterinsenker reduzieren braunes Fettgewebe

Statine, eine der am häufigsten verschriebenen Klasse von Medikamenten, reduzieren das für die Gesundheit vorteilhafte braune Fettgewebe, wie ETH-Wissenschaftler zeigen konnten. Dennoch dürften die Statine nun nicht verteufelt werden, betonen die Forschenden.Statine, eine der am häufigsten verschriebenen Klasse von Medikamenten, reduzieren das für die Gesundheit vorteilhafte braune Fettgewebe, wie ETH-Wissenschaftler zeigen konnten. Dennoch dürften die Statine nun nicht verteufelt werden, betonen die Forschenden.Statine, eine der am häufigsten verschriebenen Klasse von Medikamenten, reduzieren das für die Gesundheit vorteilhafte braune Fettgewebe, wie ETH-Wissenschaftler zeigen konnten. Dennoch dürften die Statine nun nicht verteufelt werden, betonen die Forschenden.

Fabio Bergamin

Ein Teil der erwachsenen Menschen besitzen nicht nur weisses, sondern auch braunes Fettgewebe. Letzteres hilft, Zucker und Fett in Wärme zu verwandeln. Wer braunes Fettgewebe hat, kann seine Körperwärme im Winter besser regulieren und leidet weniger häufig an Übergewicht und an Diabetes.

Ein internationales Team von Forschern unter der Leitung von Christian Wolfrum, Professor am Labor für translationale Ernährungsbiologie der ETH Zürich, hat nun herausgefunden, dass die Medikamentenklasse der Statine die Bildung von braunem Fettgewebe reduzieren. Statine senken den Cholesterinpegel im Blut und werden unter anderem zur Reduktion des Herzinfarktrisikos verschrieben. Sie gehören weltweit zu den am häufigsten verwendeten Medikamenten.

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Der Zelloberfläche ein Gesicht geben

ETH-Forscherinnen und -Forscher haben mithilfe von maschinellem Lernen erstmals Proteine auf der Oberfläche von Zellen umfassend untersucht und katalogisiert. Die Erkenntnisse ermöglichen einen neuen Ansatz in der Medikamentenforschung.

Peter Rüegg

Auf der Oberfläche von Zellen, verankert in der Zellmembran, befindet sich eine Vielzahl verschiedener Proteine, die für die Zelle lebenswichtige Funktionen ausüben. Sie sind Antennen in die Aussenwelt, die Signale senden und empfangen, dank derer Zellen miteinander kommunizieren können. Sie sind auch Schleusen für Moleküle und transportieren Stoffe in und aus der Zelle, und sie ermöglichen, dass sich Zellen an anderen Zellen oder Strukturen festhalten können.
Die Medizin interessiert sich sehr für Oberflächenproteine und nutzt sie, um Krankheiten zu behandeln. Rund zwei Drittel der bekannten Medikamente entfalten ihre Wirkung dadurch, dass sie passgenau an ein Oberflächenprotein andocken und eine zelluläre Signalkaskade in Gang setzen.

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Nanokäfige für den Medikamenten- und Gentransport

Nanokäfige sind hochinteressante molekulare Strukturen mit Hohlräumen, die z. B. in der Medizin als Träger kleinerer Moleküle genutzt werden können. Kurze Abschnitte des DNA-Moleküls sind perfekte Kandidaten für das kontrollierbare Design neuartiger Nanokäfige, der DNA-basierten Dendrimere. Wie man diese robusten und stabilen Objekte mit kontrollierbaren Eigenschaften erzeugen kann, haben PhysikerInnen von der Universität Wien in Zusammenarbeit mit KollegInnen von der TU Wien, vom Foschungszentrum Jülich sowie von der Cornell University im Labor und mittels detaillierter Computersimulationen untersucht.

Nanokäfige sind hochinteressante molekulare Strukturen, sowohl aus der Sicht der Grundlagenforschung als auch in Hinblick auf mögliche Anwendungen. Die Hohlräume dieser nanometergrossen Objekte können als Träger kleinerer Moleküle genutzt werden, was in der Medizin für den Medikamenten- oder Gentransport in lebenden Organismen entscheidend ist. Diese Idee brachte ForscherInnen aus verschiedenen interdisziplinären Bereichen zusammen, die Dendrime – besondere chemische Verbindungen – als vielversprechende Kandidaten für die Herstellung solcher Nanoteilchen-Träger untersuchen. Die baumartige Architektur der Dendrimere und ihr schrittweises Wachstum mit sich wiederholenden, selbstähnlichen Einheiten erlauben die Ausformung von Hohlräumen mit kontrollierbarem Design. Jahrzehntelange Forschungen haben jedoch gezeigt, dass eine Vielzahl von verschiedenen Dendrimer-Arten mit zunehmenden Dendrimergenerationen eine Rückfaltung der äusseren Äste erfahren, was zu einer höheren Dichte der Bestandteile im Inneren des Moleküls führt.  Die Wirkung des Rückfaltens wird durch Zugabe von Salz in die Lösung verstärkt, wodurch flexible Dendrimere stark schrumpfen und zu kompakten Objekten ohne Hohlräume in deren Innerem werden.
Das Team um Nataša Adžic und Christos Likos von der Universität Wien, Clemens Jochum und Gerhard Kahl (TU Wien), Emmanuel Stiakakis (Forschungszentrum Jülich, Deutschland) und Thomas Derrien und Dan Luo (Cornell University, USA) fand einen Weg, Dendrimere zu erzeugen, die so starr sind, dass eine Rückfaltung der äusseren Arme auch bei hohen Verzweigungsgenerationen verhindert wird. Somit bleiben regelmässige Hohlräume in ihrem Inneren erhalten. Darüber hinaus zeichnen sich die neuartigen Makromoleküle durch eine bemerkenswerte Resistenz gegen Salzzusatz aus: Die WissenschafterInnen zeigten, dass die Morphologie und Konformationseigenschaften dieser Systeme auch bei Zugabe von Salz selbst in hoher Konzentration unbeeinflusst bleiben.

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