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Eine frühzeitige Diagnose von Parkinson anhand von Biomarkern war bislang nicht möglich. Nun hat ein internationales Forscherteam unter Führung des US-amerikanischen Biotech-Unternehmens Amprion einen neu entwickelten Früherkennungstest, der missgefaltete α-Synuclein-Protein-Aggregate in der Rückenmarksflüssigkeit detektieren kann, im Rahmen einer Querschnittsstudie mit 1123 Teilnehmern evaluiert. Der biochemische Test kann Parkinson bei Patienten mit hoher Sensitivität und Spezifität feststellen. Darüber hinaus ist der Test in der Lage, α-Synuclein-Protein-Aggregate in Patienten im Frühstadium der Parkinsonkrankheit noch vor einer Diagnosestellung nachzuweisen. Der Test eröffnet die Chancen für eine frühere und genauere Diagnose der Parkinsonkrankheit.

The cycle number (nc) of a recycling receptor is defined as the average number of round trips (cell surface – endosome - cell surface) the receptor can make before being degraded. This characteristic parameter of recycling receptors can be easily determined from the receptor’s half-life (t½, the time in which 50% of the receptor is degraded) and cycling time (Tc, the time a receptor needs to complete a round trip). Relationship analyses revealed that nc increases linearly with increasing t½ and decreases exponentially with increasing Tc. For commonly observed t½ and Tc values, it was calculated that recycling receptors have nc values of 100). Based on this latter finding, the cycle number nc may be a useful criterion to distinguish between cancer and normal cells.

Zahlreiche Tumore umgeben sich mit dem Nukleosid Adenosin, was sie vor einer Attacke durch Tumor-reaktive Immunzellen schützt. Extrazelluläres Adenosin wird durch Dephosphorylierung von Adenosintriphosphat gebildet. Ein zentrales Enzym hierbei ist die Nukleosidtriphosphat-Diphosphohydrolase 1 (NTDase1). Eine Hemmung dieses Enzyms könnte eine wirksame Strategie zur Immuntherapie von Krebs sein. Jetzt hat eine deutsch-kanadische Forschergruppe unter 50 zugelassenen Proteinkinaseninhibitoren den Wirkstoff Ceritinib als effectiven Hemmstoff der NTDase1 idetifisiert. Ceritinib könnte somit die Basis für die Entwicklung potenter und selektiver NTDase1-Hemmstoffe sein.

Ein großes Problem bei Krebserkrankungen ist die Metastasierung von Tumoren. Nun ist es einer Forschergruppe der Universität Konstanz gelungen, eine Substanz zu identifizieren, die Krebszellen unbeweglich macht. Bei der Verbindung handelt es sich um einen Hemmstoff der Protein-Phosphatase PPM1F, die eine Schlüsselrolle bei der Adhäsion von Zellen an die extrazelluläre Zellmatrix und bei der Zellmobilität spielt. Da die Inhibierung von PPM1F dazu führt, dass Krebszellen quasi in der Zellmatrix eingesperrt werden, wurde der Hemmstoff Lockdown genannt. Wenn eine Krebszelle sich nicht bewegen kann und an Ort und Stelle verharren muss, ist die Gefahr der Metastasierung der Krebszelle weitgehend gebannt.

Die Molekulare Medizin ist im Grunde eine auf dem Menschen ausgerichtete Molekularbiologie. Vornehmlich beschäftigt sich die Molekulare Medizin mit den molekularen und genetischen Ursachen von Krankheiten. Die in der Forschung gewonnenen Kenntnisse versucht sie in diagnostischen und therapeutischen Verfahren umzusetzen. Die Molekulare Medizin ist ein interdisziplinäres Fach und setzt viele biologische, biochemische und medizinische Methoden ein. Ein Beispiel für das Potenzial der Molekulare Medizin lieferte eindrucksvoll die COVID-19-Pandemie. Innerhalb kürzester Zeit gelangt es Tests zur Diagnose von und Impfstoffe zum Schutz vor SARS-CoV-2-Infektionen zu entwickeln.

Die Covid-19-Pandemie hat den dringenden Bedarf an Breitband-Antivirenmittel deutlich gemacht. Jetzt haben amerikanische Forscher in Atlanta mit 4‘-Fluoruridin einen oral verfügbaren antiviralen Wirkstoff entwickelt, der gegen zahlreiche RNA-Viren einschließlich dem Schweren-Akuten-Respiratorischen-Syndrom-Coronavirus Typ 2 (SARS-CoV-2) effektiv ist. Der Wirkstoff führt zur Hemmung der SARS-CoV-2-RNA-Polymerase und verhindert dadurch die Vermehrung der Viren in infizierten Zellen. Eine tägliche orale Dosis von 20 mg/kg ist ausreichend, um eine SARS-CoV-2-Infektion beim Frettchen erfolgreich zu behandeln. 4‘-Fluoruridin hemmt auch die als besorgniserregend eingestuften Alpha-, Gamma- und Delta-Varianten von SARS-CoV-2 mit gleicher Effektivität, was darauf hindeutet, dass das Mittel auch gegen zukünftige Coronavirusvarianten wirksam sein wird.

Das Schwere-Akute-Respiratorische-Syndrom-Coronavirus Typ 2 (SARS-CoV-2) dockt mit seinem Spike-Protein an das sogenannte ACE2-Protein an, um in seine Wirtszellen einzudringen. Die lösliche extrazelluläre Domäne des ACE2-Proteins bindet ebenfalls an das Spike-Protein und kann das Virus neutralisieren. Allerdings ist der therapeutischer Einsatz des löslichen ACE2-Proteins beschränkt, da es relativ schnell wieder aus dem Körper ausgeschieden wird. Ein Forschungsteam in München hat nun durch die Verknüpfung der extrazellulären Domäne des ACE2-Proteins mit dem Fc-Fragment eines IgG4 Antikörpers ein Fusionsprotein mit verbesserter Pharmakokinetik erzeugt. Das ACE2-IgG4-Fc Fusionsprotein neutralisiert Coronaviren mit hoher Wirksamkeit und schützt Zellen in Kultur vor einer Infektion mit dem Virus. Dieses Fusionsprotein inhibiert auch die als besorgniserregend eingestuften alpha-, beta- und delta-Varianten des Coronavirus mit 50%igen Hemmkonzentrationen im pikomolaren Bereich.

Die Tabakmottenschildlaus Bemisia tabaci ist ein weltweit verbreiteter landwirtschaftlicher Schädling und Überträger zahlreicher pflanzenpathogener Viren. Um sich vor der giftigen Wirkung der Phenylglycoside ihrer Wirtspflanzen zu schützen, haben Tabakmottenschildläuse ein pflanzliches Selbstschutzgen durch horizontalen Gentransfer erworben. Das von dem Gen codierte Enzym ermöglicht es den Tabakmottenschildläusen, Phenylglycoside durch Malonylierung zu neutralisieren, um sich weiter von ihren Wirtspflanzen ernähren zu können. Der zugrunde liegende Evolutionsprozess der Nutzbarmachung eines pflanzlichen Selbstschutzgens zum eigenen Schutz gegen pflanzliche Abwehrstoffe offenbart einen Ansatz, wie man Kulturpflanzen vor Tabakmottenschildläuse wirkungsvoll schützen kann.

Während der Blutmahlzeit nehmen Zecken auch Bakterien der Hautflora ihrer Säugetierwirte auf, die nach neusten Erkenntnissen für Zecken pathogen sind. Um sich gegen diese Erreger zu schützen, bilden die Zecken ein lytisches Enzym, das vor allem die in der Hautflora vorkommenden Staphylokokken mit hoher Effizienz abtötet. Das zugehörige Gen dae2 ist keine Eigenentwicklung der Zecke, sondern wurde durch horizontalen Gentransfer von Bakterien auf die Vorfahren der Zecken übertragen. Vermutlich hat erst dieses Gen den Zecken eine blutsaugende Lebensweise ermöglicht.

Im Laufe des Alterungsprozesses, aber auch durch degenerative Krankheiten, verändert sich das Methylierungsmuster der DNA und damit die Expression von Genen. Infolgedessen sind manche Gene nur in bestimmten Lebensphasen aktiv und bestimmte Fähigkeiten wie die Zellregeneration gehen mit dem Alter verloren. Jetzt ist es amerikanischen Forschern gelungen, alters- und krankheitsbedingte Degeneration des Sehnervs bei Mäusen rückgängig zu machen. Dazu wurden retinale Ganglienzellen von sehgeschädigten Mäusen mit drei Transkriptionsfaktoren transfiziert. Die induzierte Expression der Transkriptionsfaktoren bewirkte, dass die geschädigten retinalen Ganglienzellen in einen jüngeren epigenetischen Zustand zurückversetzt wurden, wodurch die Mäuse ihr altes Sehvermögen zurückerlangten.

Honigbienen sind weltweit durch die Varroamilbe und das von dieser übertragene Flügeldeformationsvirus in ihrer Existenz bedroht. Jetzt ist es gelungen, das symbiontische Darmbakterium Snodgrassella alvi genetisch so zu verändern, dass es Bienen vor den beiden Seuchen schützt. Dazu wurden S. alvi-Stämme erzeugt, die Doppelstrang-RNA mit zu speziellen viralen bzw. parasitären Genen komplementärer Basensequenz produzieren, die eine Immunabwehr in Virus-infizierten Zellen der Bienen bzw. eine tödliche Reaktion in den Milben induzieren.