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Institute
Wenn Zellen zu Medikamenten werden : neue Zelltherapien verbessern die Heilungschancen bei Leukämien
(2013)
Die Transplantation von Zellen aus dem Knochenmark oder von Stammzellen aus dem Blut gehört zu den bekanntesten Therapien bei Leukämie. Doch dabei treten Immunreaktionen als Nebenwirkung auf. Deshalb nehmen Forscher seit Kurzem auch die Transplantation bestimmter Immunzellen in den Blick. Im Labor gentechnisch aufgerüstet, werden sie zu äußerst effizienten "Krebs-Medikamenten".
Von Killerzellen und Kurzzeitweckern : ein Laborbesuch bei der "AG Koch" im Georg-Speyer-Haus
(2013)
Eins vorweg: Killerzellen sind in dieser Geschichte die Guten. In Laborräumen der Sicherheitsstufe eins werden Kittel und Handschuhe getragen, um das Material vor den Wissenschaftlern zu schützen. Kurzzeitwecker und Handcremetuben sind allgegenwärtig. Und wie das Experiment ausgegangen ist, wird noch nicht verraten. Doch jetzt der Reihe nach.
Rückschläge werfen eine neue Technologie um Jahrzehnte zurück – besonders, wenn Menschenleben zu beklagen sind. Bei der Gentherapie wird aber oft vergessen, dass sie nur bei Patienten angewendet wird, für die es keine konventionelle Therapie mehr gibt. Nach der Euphorie und den Rückschlägen der Anfangsjahre können Forscher nun die ersten Erfolge vorweisen.
Im Frankfurter LOEWE-Zentrum für Zell- und Gentherapie arbeiten mehr als 100 Wissenschaftler daran, die Verfahren der Zell- und Gentherapie in ihrer Wirksamkeit zu steigern und sicherer zu machen. Dabei konzentrieren sie sich auf Herz-, Infektions- und Krebserkrankungen sowie Erkrankungen des Immunsystems. Wissenschaftler, die die Grundlagen erforschen, kooperieren eng mit den Medizinern in der Klinik. So können neue Methoden frühzeitig in die Behandlungsstrategien einfließen.
Je besser Forscher es verstehen, defekte Gene zu reparieren oder beliebige Körperzellen zu reprogrammieren, desto gefahrloser wird die Gen- und Stammzell-Therapie für Patienten, die an heute noch unheilbaren Krankheiten leiden. Gleichzeitig zeichnet sich damit die Möglichkeit ab, in ferner Zukunft vielleicht das Genom kommender Generationen zu verändern oder Menschen zu klonieren. Der Internist Prof. Hubert Serve und die Politikwissenschaftlerin Dr. Anja Karnein wagen im Gespräch mit den beiden Redakteurinnen des Wissenschaftsmagazins »Forschung Frankfurt« Dr. Anne Hardy und Ulrike Jaspers einen Ausblick jenseits aller aktuellen Debatten. Sie diskutieren aber auch über die Themen, die Patienten wie Wissenschaftler zurzeit unmittelbar berühren.
Gen- und Stammzelltherapie stehen für das, wovon die Medizin schon immer geträumt hat: geschädigtes Gewebe durch gesundes ersetzen und die Wirkung defekter Gene durch intakte Kopien korrigieren. Wie ist der Stand der weltweiten Forschung? Welche Hindernisse sind zu überwinden, damit mehr Patienten von der regenerativen Medizin profi tieren werden?
Krebserkrankungen des lymphatischen Systems verlaufen sehr unterschiedlich, sind schwer zu diagnostizieren und haben oft schlechte Prognosen. Eine Forschergruppe unter der Leitung der Goethe-Universität will nun die Entstehung »Reifer T-Zell-Lymphome« besser verstehen und damit die Heilungschancen erhöhen. Die kürzlich von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) bewilligte Forschergruppe wird in den kommenden drei Jahren mit zwei Millionen Euro gefördert.
Gentests an Embryonen sind in sehr begrenzten Ausnahmefällen jetzt auch in Deutschland erlaubt. In den nächsten Monaten werden an wenigen ausgewählten Kliniken Zentren zur Präimplantationsdiagnostik (PID) eingerichtet. Die Klinik für Frauenheilkunde und Geburtshilfe am Frankfurter Universitätsklinikum rechnet sich gute Chancen aus, dass ihre Bewerbung erfolgreich verläuft, so ihr Direktor Prof. Sven Becker.
Die amerikanische Genetikerin Mary-Claire King erhielt in diesem Jahr den mit 100 000 Euro dotierten Paul Ehrlich- und Ludwig Darmstaedter-Preis für die Entdeckung der Gene, die erblich bedingten Brustkrebs hervorrufen. Die Professorin von der University of Washington in Seattle ist außerdem bekannt für ihr humanitäres Engagement: Mithilfe genetischer Methoden deckt sie Menschenrechtsverletzungen auf. »Sie macht damit deutlich, dass Genetik auch der Mitmenschlichkeit dient«, so der Stiftungsrat in seiner Begründung. Der seit 1952 verliehene Preis gehört zu den international renommiertesten Auszeichnungen, die in der Bundesrepublik auf dem Gebiet der Medizin vergeben werden.
Diese Arbeit entwickelt eine Hypothese zum entstehungsgeschichtlichen Zusammenhang von Co-Evolution/ Syngenese und Phytodiversität von Buchenwäldern unterschiedlicher Standorte. Dieser Zusammenhang wird anhand von exemplarischen Daten und davon abgeleiteten Indizien herausgearbeitet. Dazu wurden Datensätze naturnaher Buchenwälder auf nährstoffarm-sauren Böden (61 Vegetationsaufnahmen aus Steigerwald und Hochspessart) und auf basenreichen Kalkstandorten (51 Vegetationsaufnahmen aus dem Hainich) berücksichtigt und Ähnlichkeiten in ihrer Artenkombination der Waldgesellschaften, ihren Artenzahlen, Arten-Akkumulationskurven und Ellenberg-Lichtzeigerwerten analysiert. Aus der Kombination unserer Analysen zu Phytodiversitätsmustern in Raum und Zeit fanden wir folgende Zusammenhänge. Die bekannte Gefäßpflanzen-Artenarmut von Buchenwäldern auf sauren Standorten (Luzulo-Fagetum 11 Arten, Galio odorati-Fagetum 14 Arten), gegenüber jener auf Kalkstandorten (Hordelymo-Fagetum 35 Arten) wurde bestätigt, was mit der Nährstoffmangelgrenze zahlreicher Arten der Fagetalia sylvaticae hinreichend erklärbar ist. Sie erklärt allerdings nicht das ebenfalls nur sehr spärliche Auftreten von anspruchlosen Arten der Quercetalia robori-petraeae in bodensauren Buchenwäldern und deren niedrigen Diversitätswerte auf sämtlichen Skalenebenen (α-, β- und γ-Diversität). Deshalb gehen wir davon aus, dass die Phytodiversitäts-Kontraste zwischen den Buchenwäldern durch entstehungsgeschichtliche Aspekte verstärkt wurden. Während die licht- und wärmebedürftigeren Arten der ursprünglichen Eichenwälder auf bodensauren Standorten mit der holozänen Buchenausbreitung ausgedunkelt und verdrängt wurden (Schatten-Intoleranz), wurde die schattenfeste Artenvielfalt der ursprünglichen dunklen Laubwälder auf basenreichen Standorten im Buchwald konserviert (Schatten-Toleranz).
Die im Zuge des globalen Klimawandels erwarteten Veränderungen des Wärmehaushaltes werden mit großer Wahrscheinlichkeit erhebliche Auswirkungen auf die Entwicklung und Stabilität der brandenburgischen Waldökosysteme haben. Im vorliegenden Beitrag erfolgen zum einen die statistische Herleitung und räumliche Abgrenzung von Risikogebieten und zum anderen die Ausweisung von Flächen, die für ein Klima-Monitoring auf der ökologischen Wirkungsebene geeignet sind. Grundgedanke der methodischen Herangehensweise ist die raum-zeitliche Verknüpfung von Klimaindikatoren auf multivariat- statistischer Basis. Für die Risikobewertung wurde ein Algorithmus entwickelt, bei dem die nach dem Klimaszenario A1B zu erwartenden zeitlichen Veränderungen bis zur Mitte bzw. bis zum Ende dieses Jahrhunderts in Relation zur aktuellen räumlichen Streubreite der ökologischen Kenngrößen des Wärmehaushaltes gesetzt und dadurch in ihrem Ausmaß und ihrer Bedeutung als Störungspotenzial bewertet werden. Die errechneten Störungspotenziale werden als Rasterkarten mit einer Auflösung von 1 x 1 km Rasterweite präsentiert. Waldökosysteme sind in ihrem Ursache-Wirkungs-Verhalten komplex. Bei gleichen Einflussbedingungen sind verschiedene Systemzustände denkbar, die Vorhersagen schwer möglich machen. Deshalb erscheint es am erfolgversprechendsten, den Folgen des Klimawandels empirisch durch Beobachtung der artspezifischen Reaktionsnormen und populationsdynamischen Anpassungspotenziale der Waldökosysteme aufgrund des laufenden Witterungsgeschehens in ausgewählten Regionen zu begegnen. Aus den Beobachtungen können dann großräumige und insbesondere für die erarbeiteten Risikogebiete gültige Vorhersagen abgeleitet werden (prognostizierendes Klima-Monitoring). Für dieses Klima-Monitoring geeignete Gebiete wurden analog zum dargelegten Vorgehen bei der Risikogebietsableitung unter Verwendung der Differenz zwischen aktueller Ausprägung der ökologischen Wärmehaushaltskennwerte und deren durchschnittlicher zukünftiger Ausprägung (Dekade 2090 – 2100) auf der Waldfläche Brandenburgs ermittelt. Die Gebiete mit maximaler Ähnlichkeit zu den zukünftigen Verhältnissen werden als Rasterkarte vorgestellt. Die hier präsentierten Ergebnisse zum Wärmehaushalt sollen in bevorstehenden Auswertungsschritten mit räumlich hoch aufgelösten Risikoindikatoren zu potenziellem Wassermangel und Trockenstress (100 x 100 m Raster) verknüpft werden.
Die fortschreitende Versauerungsdynamik der Waldböden führt zu einer zunehmenden Gefährdung von Waldökosystemen durch Nährstoffmangel. Um eine Risikoabschätzung vornehmen zu können, werden flächendeckende Informationen zu den für die Bodenversauerung relevanten Waldbodeneigenschaften benötigt. Vor diesem Hintergrund ist auf der Grundlage von acht Prädiktoren/-gruppen ein wissensbasiertes Prognosemodell zur Mächtigkeit des kalkfreien Bodenbereiches in den Waldböden des Kantons Basel-Landschaft (Nordwestschweiz) entwickelt worden. Die Ergebniskarte liefert für 87 % der Waldfläche nachvollziehbare, kleinräumig differenzierte Informationen zur Ausprägung dieser Bodeneigenschaft. Mithilfe der vorliegenden Modellergebnisse lassen sich zukünftig die Basensättigung der Waldböden flächendifferenziert abschätzen und Waldstandorte mit unzureichender Nährstoffversorgung identifizieren. Langfristig stellt das Modell zudem eine wichtige Grundlage zur Beurteilung des Versauerungsrisikos dar.
Der Hochmoorlaufkäfer (Carabus menetriesi pacholei) ist eine prioritäre Anhang-Art der FFH-Richtlinie und Art mit hoher Schutzverantwortung Deutschlands. Seine Lebensräume liegen in noch weitgehend intakten Hoch-, Übergangs- und Hochlagen-Quellmooren einschließlich von Moorwäldern. In einem prognostizierten, wärmer und trockener werdenden Klima werden einige Vorkommen außerhalb der hier vorgelegten Klimahülle zu liegen kommen und daher für die Art voraussichtlich verloren gehen. Das gilt in besonderem Maße für die endemischen Vorkommen im Voralpengebiet. Andere Vorkommen werden nur zu halten sein, wenn jegliche Anstrengungen unternommen werden, einen naturnahen Wasserhaushalt wiederherzustellen. Die Klimahülle für die Nominatform reicht etwas weiter in den trockenen und auch warmen Bereich, erfordert aber ebenfalls sämtliche Bemühungen zu ihrem Erhalt. Zu den notwendigen Maßnahmen gehört unter anderem auch die konsequente Erhaltung naturnaher Moor- und Moorrandwälder. Eine Theorie zur Erklärung der disjunkten Verbreitung im Voralpengebiet basierend auf der Vereisungsgeschichte wird präsentiert, da die Klimaverhältnisse allein die Verbreitung nicht erklären können.
Der Schutz von Arten und ihren Lebensräumen ist sowohl mit naturschutzfachlichen Zielkonflikten, als auch mit Zielkonflikten mit anderen Bereichen wie der wirtschaftlichen Nutzung, behaftet. Forderungen nach dem besonderen Schutz von Lebensräumen und Arten sollten daher immer auf wissenschaftlicher Grundlage fußen. Neben dem Aspekt der Gefährdung, der in modernen Roten Listen zunehmend weniger gutachterlich hergeleitet wird, gewinnt das Konzept weltweiter Verantwortung an Bedeutung, und ist bei der Festlegung eines Handlungsbedarfs im Naturschutz eine wichtige Ergänzung. Laufkäfer erfüllen alle Anforderungen an eine Modellgruppe in Bezug auf die Fragestellung der Verantwortung für Lebensräume, da sie artenreich in allen terrestrischen Lebensräumen und Höhenstufen vorkommen und gut erforscht sind. Eine Auswertung der in Wäldern vorkommenden Laufkäfer Bayerns in Bezug auf Habitatbindung, Gefährdung und Verantwortung ergibt, dass es vor allem die Lebensräume auf extremen Sonderstandorten sind, die gefährdete Arten, für die wir eine besondere Schutzverantwortung haben, beheimaten. In diesen Lebensräumen müssen die Schutzanstrengungen, die auch mit den Vorgaben des §30 BNatschG (geschützte Lebensräume) und dem Anhang I der FFH-Richtlinie (und v. a. auch den prioritären Lebensraumtypen) in starkem Maße kongruent sind, in aller Konsequenz umgesetzt werden. Für die an zonale Waldtypen wie Buchen- und Eichenwälder gebundenen Arten hingegen ergibt die Analyse, dass die bestehenden Schutzbestimmungen und Schutzgebietssysteme einschließlich vorhandener Großschutzgebiete angesichts weniger gefährdeter Verantwortungsarten offenbar ausreichen. Der konsequenteste Schutz der Wälder auf Sonderstandorten mit intakten Standortsbedingungen sollte daher - zumindest gemessen an der Gruppe der Laufkäfer - höchste Aufmerksamkeit genießen.
Die Arbeit behandelt die äußere Entwicklung von Küken des Austernfischers (Haematopus ostralegus) vom Schlüpfen bis zur Flugfähigkeit der Jungvögel im Schleswig-Holsteinischen Wattenmeer. Das Aussehen und die Veränderung von Dunenkleid, Schnabel, Beinen und Lidring sowie die Entwicklung des Gefieders vom ersten bis etwa zum 40. Lebenstag werden beschrieben und durch Fotos illustriert. Gewicht, Flügellänge, Schnabellänge und -höhe von ein-, 18- und 30-tägige Küken werden angegeben. Mehr als 40 Küken wurden nach dem Schlüpfen markiert und ihre Entwicklung bis zum Flüggewerden verfolgt. Am ersten Tag nach dem Schlüpfen trocknet das kontrastreiche Dunenkleid. Die Beine sind zuerst hell fleischfarben, verfärben sich aber schnell blaugrau. Der Schnabel ist mehrfarbig weiß, grau und schwarz und besitzt eine rosa Basis. Bis zum etwa 14. Tag tragen die Küken ein hell sandfarbenes Dunenkleid mit schwarzer Zeichnung. Der Eizahn fällt am dritten oder vierten Tag ab. Die ersten Handschwingen durchbrechen am elften Tag die Blutkiele. Der Schnabel ist dann dunkel braunschwarz mit oranger Unterschnabelbasis. Ab dem etwa 15. Tag wirkt das Dunenkleid deutlich dunkler, was durch nachschiebendes dunkles Gefieder verursacht wird. Der Kontrast der schwarzen Zeichnung nimmt ab. Der Schnabel verfärbt sich zunehmend orange und die Umfärbung des Lidrings zu dunkelgelb beginnt. Ab ca. dem 20. Tag sind auf den meisten Körperpartien die Federn des Jugendkleids durchgebrochen. Dunenreste bleiben noch länger, vor allem auf Kopf und Rücken auffällig. Die Umfärbung des Lidrings wird abgeschlossen und sehr langsam verfärben sich die Beine fleischfarben. Ab ca. dem 30 Tag erscheinen die Jungvögel voll befiedert, man findet aber noch kleinflächige Dunenreste. Der Schnabel ist dann orange mit dunkler Spitze und dunklerem Oberschnabelfirst. Die Umfärbung der Beine wird erst später deutlich. Ab etwa dem 40. Tag sind kaum mehr Dunen zu erkennen. Kopf, Hals, Brust und Oberseite der jetzt flugfähigen Jungvögel sind größtenteils dunkelbraun, nur ein dünner heller Kragen bleibt erhalten. Die Unterseite ist weiß.
Durch den Vergleich des Requisitenangebots im neuen Lebensraum und dessen Nutzung durch das Auerhuhn sollten die essenziellen Parameter der Winterlebensräume ermittelt werden, um Habitat verbessernde Maßnahmen in suboptimalen oder ungeeigneten Waldflächen zu optimieren. Außerdem war zu klären, ob sich nach der Translokation traditionelle Nächtigungszentren herausbilden, wie sie von Vögeln der autochthonen Population bekannt waren. Von 2002 bis 2005 wurden jeweils im Winterhalbjahr (Oktober –April) 120 Schlafbäume untersucht (Hähne: n= 91; Hennen: n= 29). Die Kiefer war mit 67 % die meist genutzte Baumart, gefolgt von Fichte (27 %), Lärche (3 %) und Weißtanne (2 %). Die Kiefer wurde im Untersuchungsgebiet überproportional häufig genutzt (67 %, n= 82) und gegenüber der Fichte (27 %, n= 32) bevorzugt. Die Vögel nächtigten in einem mittleren Abstand von 143 cm (50 bis 300 cm) vom Stamm entfernt. Die mittlere Höhe des Sitzastes im mittleren Kronenbereich betrug 14 m (8 bis 21 m). Die Auerhühner bevorzugten bei der Wahl der Schlafbäume Plateau- und Oberhanglagen (78 %). Die restlichen Schlafbäume standen im Mittelhang. Die meisten Schlafbäume (n= 100) befanden sich im Bereich von 1 ° bis 7 ° Hangneigung. Fast alle (98 %, n= 118) Schlafbäume befanden sich in unmittelbarer Nähe (<30 m) von Grenzlinien. Der Schlussgrad des Waldes war um die Schlafbäume signifikant niedriger (58 %) als in der Umgebung der Kontrollbäume (69 %). Freie An- und Abflugmöglichkeiten erhöhen die Wahrscheinlichkeit der Nutzung eines Baumes als Schlafplatz. Nach einem logistischen Regressionsmodell erklären die Variablen Schlussgrad des Bestandes, Kiefer als bevorzugte Baumart, Entfernung zur Grenzlinie und Baumumfang in Brusthöhe die Schlafbaumwahl zu 76,2 %. Die im Thüringer Schiefergebirge ausgewilderten russischen Auerhühner wählten ihre Winter-Schlafbäume offensichtlich sowohl nach energetischen Effekten (reduzierte Mobilität) als auch im Hinblick auf Prädatorenvermeidung.