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Wochenrückblick KW 03

19.01.2015

Leberkrebs: Wachstumsblocker aus Zitrusfrüchten

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Terpene in ätherischen Ölen von Zitrusfrüchten können das Wachstum von Krebszellen verhindern. Quelle: © Rosel Eckstein / pixelio.de

Bochumer Forscher haben entschlüsselt, wie Terpene als Hauptbestandteil ätherischer Öle in Zitrusfrüchten das Wachstum von Leberkrebszellen ausbremsen können.

Dass Terpene das Wachstum verschiedener Krebszellen beeinflussen, ist seit längerem bekannt. Sie treten vorallem als ätherische Öle in Pflanzen auf und sind für ihre antibakteriellen, antiviralen und pilztötenden Eigenschaften bekannt. Warum Terpene diese heilende Wirkung haben, war bislang aber unklar. Ein Team um den Duftforscher Hanns Hatt von der Ruhr-Universität Bochum hat diesen Mechanismus nun an Leberkrebszellen genauer untersucht. Dabei gelang es ihnen den Signalweg zu entschlüsseln, der bei Anwendung von Citronellal die Tumorzellen beim Wachstum blockiert. Wie das Team im Fachjournal Archives of Biochemistry and Biophysics (2015, Online-Vorabveröffentlichung) berichtet, ist der Duftrezeptor OR1A2 hierfür die entscheidende Schaltstelle .

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Der Studie zufolge können Terpene Signalprozesse in der Zelle ankurbeln, in dem sie Duftrezeptoren aktivieren.  Derartige Andockstellen gibt es nicht nur in der Nase, sondern auch in anderen menschlichen Geweben wie Haut, Prostata oder Spermien. Nun konnten die Forscher den Duftrezeptor auch in Leberkrebszellen nachweisen. „Diese Ergebnisse stellen ein weiteres Beispiel für die Bedeutung der Duftrezeptoren außerhalb der Nase dar und geben Hoffnung, für die Krebstherapie neue Medikamente mit geringeren Nebenwirkungen entwickeln zu können“, heißt es in der Studie. Bei ihrer Untersuchung hatten die Forscher Zellen aus Hepatozellulären Karzinomen – dem bösartigsten Lebertumor – verschieden hohen Konzentrationen mehrerer Terpene ausgesetzt und die Reaktion darauf beobachtet. Dabei zeigte sich, dass zwei von elf getesteten Terpene – nämlich (-)-Citronellal und Citronellol – die Kalziumkonzentration in den Tumorzellen sichtbar ansteigen ließ. Auf der Suche nach dem passenden Rezeptor für (-)-Citronellal konnten die Bochumer nicht nur zeigen, dass der Geruchsrezeptor OR1A2 in den Leberzellen vorkommt, sondern auch für die Zellreaktion verantwortlich ist. Denn wenn die Forscher den Zellen die Möglichkeit nahmen, diesen Rezeptor herzustellen, reagierten sie nicht auf das Terpen (-)-Citronellal. Darüber hinaus wiesen die Wissenschaftler nach, wie das Terpen im Zellinnern die Kalziumkonzentration erhöht und damit das Zellwachstum reduziert.

© biotechnologie.de/bb

Die wichtigsten Nachrichten aus der Biotech-Branche

 

Protein unterstützt Regeneration nach Herzinfarkt

Einem Protein für die Regeneration lädierter Herzen auf die Spur gekommen: Die Hannoveraner Biomediziner Kai Wollert und Mortimer Korf-Klingebiel. <ic:message key='Bild vergrößern' />
Einem Protein für die Regeneration lädierter Herzen auf die Spur gekommen: Die Hannoveraner Biomediziner Kai Wollert und Mortimer Korf-Klingebiel. Quelle: MHH/Kaiser

In Knochenmarkzellen von Herzinfarktpatienten haben Forscher aus Hannover ein bisher unbekanntes Protein entdeckt, das die Heilung ankurbelt und vor einer bleibenden Herzschwäche schützen soll.

Mehr als eine viertel Million Menschen erleiden jährlich in Deutschland einen Herzinfarkt. Zwar ist die Zahl der Todesfälle durch Infarkt seit 1980 von 92.800 auf 55.425 in 2012 gesunken. Die gesundheitlichen Folgen der Attacke sind für die Betroffenen oft gravierend und die Gefahr weiteren Infarkte groß. Nun sind Forscher der Medizinischen Hochschule in Hannover (MHH) einem Protein auf die Spur gekommen, das völlig neue Therapiemöglichkeiten bietet. Wie die Forscher im Fachjournal Nature Medicine (2015, Online-Vorabveröffentlichung) berichten, handelt es sich dabei um das Protein namens Myeloid-Derived Growth Factor (MYDGF). MYDGF wird von Knochenmarkzellen nach einem Herzinfarkt in den abgestorbenen Herzmuskel transportiert. „Wir konnten im Mausmodell zeigen, dass eine Therapie mit dem Protein Herzfunktion und Überleben verbessert“, sagt Kai Christoph Wollert, Leiter des Bereichs Molekulare und Translationale Kardiologie in der MHH-Klinik für Kardiologie und Angiologie.

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Die Funktion von MYDGF war bislang nicht bekannt. Die Versuche an Mäusen ergaben, dass der Heilungsprozess nach dem Herzinfarkt ohne dieses Protein gestört ist. Eine siebentägige Behandlung der Nager mit dem Protein führte hingegegen zu einem deutlich verbesserten Heilungsverlauf. Auch bei Patienten war die Konzentration des Proteins nach einem Herzinfarkt deutlich erhöht. „Die Untersuchungen verweisen auf einen ganz neuen Therapieansatz zur Förderung der Wundheilung nach Herzinfarkt“, sagt der Direktor der MHH-Klinik für Kardiologie und Angiologie, Johann Bauersachs. Die Ergebnisse eröffnen möglicherweise einen neuen Behandlungsansatz: Eine Protein-Therapie für eine verbesserte Wundheilung. Dazu würde es nach Ansicht der Forscher genügen, das therapeutische Eiweißmolekül einfach unter die Haut zu spritzen. Das Projekt  wurde von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) im Rahmen des Exzellenzclusters REBIRTH (Von Regenerativer Biologie zu Rekonstruktiver Therapie) gefördert. Als nächstes wollen die Mediziner Partner aus der Wirtschaft gewinnen, um die Therapie weiterzuentwickeln und in die Klinik zu bringen.

© biotechnologie.de/bb

Die wichtigsten Nachrichten aus der Biotech-Branche

 

Anbau von Gentechnik-Pflanzen wird Ländersache

Bundesumweltministerin Barbara Hendricks pocht auf ein deutschlandweites Anbauverbot von gv-Pflanzen. <ic:message key='Bild vergrößern' />
Bundesumweltministerin Barbara Hendricks pocht auf ein deutschlandweites Anbauverbot von gentechnisch veränderten Pflanzen. Quelle: © FikMik/fotolia.de

Das Europäische Parlament hat den Weg für eine nationale Entscheidung über den Anbau gentechnisch veränderter Pflanzen geebnet. Damit ist auch der von mehreren Bundesministerien favorisierte Weg zu einem deutschen Anbauverbot frei.

Mitte Januar hat das Europäische Parlament in Straßburg einem Kompromiss zur Neuregelung des Anbaus von Gentechnik-Pflanzen zugestimmt. Bereits ab April gilt die neue Regelung, die den Mitgliedsstaaten erstmals die Möglichkeit des „Opt-out“ eröffnet, also des nationalen Anbauverbots auf der Basis von sozioökonomischen oder raumordnerischen Erwägungen. Bundeslandwirtschaftsminister Christian Schmidt (CSU) hat angekündigt, zügig einen nationalen Gesetzentwurf vorzulegen. Bundesumweltministerin Barbara Hendricks (SPD) warb im Gespräch mit der Süddeutschen Zeitung für ein lückenloses Verbot grüner Gentechnik in Deutschland. „Die grüne Gentechnik hat sich als Holzweg erwiesen“, lautete ihr Fazit. 

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Wenig später konkretisierte Umwelt-Staatssekretär Jochen Flasbarth die Position seines Hauses: Wichtig sei eine politische Vereinbarung, dass die sogenannte Ausschlussklausel generell in Deutschland gelte. In einem Positionspapier des Ministeriums heißt es zudem, dass auch einzelnen Bundesländern die Möglichkeit eingeräumt werden sollte, den GVO-Anbau zu verbieten, falls eine spätere Bundesregierung die Opt-out-Regelung nicht mehr nutze. Die europäische Neuregelung stellt einen Kompromiss dar, auf den sich Europäische Kommission und Parlament nach rund vier Jahren Verhandlung geeinigt haben. Er zielt darauf ab, die bisherigen Blockaden beim europäischen Zulassungsverfahren zu lösen. Wie bisher soll dabei die Europäische Lebensmittelbehörde EFSA die Sicherheit der neuen Pflanzen prüfen. Beim Anbau aber wird die Entscheidung von Brüssel zu den nationalen Behörden verlagert. Die Mitgliedstaaten entscheiden unabhängig, ob sie eine Anbauzulassung vergeben.

© biotechnologie.de/bk

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Kolibakterium: Genom deckt Irrtümer auf

Aufnahme von E. coli-Zellen (Typstamms DSM 30083T) unterm Rasterelektronenmikroskop <ic:message key='Bild vergrößern' />
Aufnahme von E. coli-Zellen (Typstamms DSM 30083T) unterm Rasterelektronenmikroskop Quelle: © Manfred Rohde, Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung; Christine Rohde, Leibniz-Institut DSMZ

Braunschweiger Forscher haben erstmals das komplette Erbgut des maßgeblichen Escherichia coli-Typstamms DSM 30083T sequenziert und festgestellt: Der bisherige Bakterien-Stammbaum ist nicht korrekt.

Das Erbgut des Darmbakteriums wurde als Teil des „Genomic Encyclopedia of Bacteria and Archaea“-Projekts (GEBA) von Wissenschaftlern des Braunschweiger Leibniz-Instituts DSMZ – Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen GmbH und des Joint Genome Institute in Kalifornien sequenziert und mit nahe verwandten Bakterien verglichen. Der Typstamm geht auf ein 1941 gewonnenes Zellisolat zurück, anhand dessen E. coli wissenschaftlich beschrieben wurde. „Es mutet sicher eigenartig an, dass gerade die ‚Nummer Eins‘, der Typstamm des Bakteriums, erst jetzt in seiner Sequenz vollständig aufgeklärt wird“, sagt Christine Rohde, die Leiterin der E. coli-Stammsammlung an der DSMZ. Zunächst seien jedoch vorrangig die Genome von pathogenen E. coli-Vertretern oder biotechnologisch relevanten Stämmen sequenziert worden. Das nun vorliegende vollständige Bakteriengenom sei dennoch für die humane Diagnostik und die Biotechnologie von fundamentaler Bedeutung, betont DSMZ-Bioinformatiker Markus Göker: „Das gilt gerade heute, nachdem sich einige E. coli-Stämme zu gefährlichen Problemkeimen wie EHEC oder EAHEC entwickelt haben.“

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Wie die DNA-Analysen ergeben haben, enthält auch der E. coli-Typstamm ein gewisses pathogenes Potenzial. Ursache ist ein zusätzliches ringförmiges Plasmid, das eine Sequenzidentität von 99 Prozent zu bekannten Plasmiden aus bestimmten anderen E. coli-Isolaten aufweist. „Diese verursachen zum Beispiel die Colibacillose bei Geflügel und Hirnhautentzündungen bei Neugeborenen, wobei das horizontal übertragbare Plasmid für die Virulenz dieser Stämme verantwortlich ist“, berichten die Forscher. Mit welchen Verfahren der Typstamm und weitere E. coli-Stämme verglichen wurde, berichten die Forscher in einem Beitrag für das Fachmagazin Standards in Genomic Sciences. Demnach habe eine Analyse mittels GGDC-Methode ergeben, dass die bisher verwendete taxonomische Einteilung der verschiedenen E. coli-Untergruppen so nicht korrekt ist. Dabei wird durch Computeralgorithmen die Ähnlichkeit verschiedener Genome zueinander berechnet, woraus sich Verwandtschaftsverhältnisse ableiten lassen. Im Falle von E. coli bilden gemäß der neuen Berechnungen eigentlich sämtliche Stämme der Gattung Shigella, dem Erreger der Shigellenruhr, eine eigene Untergruppe. Wichtiger als die konkreten Auswirkungen auf die E.coli-Taxonomie sei jedoch, dass sich die von ihnen erprobten Verfahren auch auf andere Bakterienarten anwenden ließen, um eine stimmige Aufteilung in Untergruppen zu erreichen, betonen die Forscher.
© biotechnologie.de/bk

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