COVID-19 hat auch im Jahr 2023 weiterhin Todesopfer gefordert, allein in den Vereinigten Staaten mehr als 50.000 Patienten getötet und die Zahl der Todesopfer weltweit auf fast sieben Millionen Menschen erhöht. Die Pandemie hat auch zu einer Epidemie von Überlebenden geführt, die weiterhin an Long-COVID leiden. Aber im Jahr 2023 gab es nicht nur schlechte Nachrichten.
Da immer mehr Menschen gegen das Virus immun werden, entschied die Weltgesundheitsorganisation am 5. Mai, dass COVID-19 keine gesundheitliche Notlage von internationaler Tragweite mehr darstellt. Aktualisierte Auffrischungsimpfungen bestehender Impfstoffe trugen dazu bei, die Zahl der Fälle, Krankenhauseinweisungen und Todesfälle zu reduzieren, und in diesem Jahr wurde ein neuer COVID-Impfstoff von Novavax zugelassen.
Abgesehen von den COVID-19-Impfstoffen wurden in diesem Jahr viele weitere interessante und bahnbrechende Entdeckungen gemacht, von denen einige besonders bemerkenswert sind, weil sie potenzielle Auswirkungen auf Gesundheit und Medizin haben.
1. Die weltweit erste CRISPR-basierte Gentherapie wird verfügbar
Die weltweit erste CRISPR-basierte Gentherapie wurde am 16. November von den Arzneimittelbehörden im Vereinigten Königreich und am 8. Dezember in den USA zugelassen. Sie behandelt Sichelzellenanämie und Beta-Thalassämie, genetische Störungen, die die roten Blutkörperchen beeinträchtigen. Hämoglobin, das in den roten Blutkörperchen vorkommt, transportiert Sauerstoff durch den Körper. Die Fehler in den Hämoglobin-Genen führen zu brüchigen roten Blutkörperchen, die zu einem Sauerstoffmangel im Körper führen, einer Erkrankung, die als Anämie bezeichnet wird. Patienten mit Sichelzellanämie leiden außerdem unter Infektionen und starken Schmerzen, wenn sich Sichelzellanämie verklumpt und den Blutfluss behindert, während Patienten mit Beta-Thalassämie alle drei bis vier Wochen eine Bluttransfusion erhalten müssen.
Die neu zugelassene Gentherapie namens CASGEVY korrigiert fehlerhafte Hämoglobin-Gene in den Knochenmarksstammzellen eines Patienten, sodass diese funktionierendes Hämoglobin produzieren können. Die Stammzellen eines Patienten werden aus dem Knochenmark entnommen, in einem Labor bearbeitet und dann dem Patienten wieder infundiert. Eine einzige Behandlung kann möglicherweise einige Patienten lebenslang heilen.
Zwei Erfinder, Emmanuelle Charpentier und Jennifer Doudna, die CRISPR (kurz für „Clustered Regular Interspaced Short Palindromic Repeats“) so optimiert haben, dass es als präzises Werkzeug zur Genbearbeitung funktioniert, wurden erst vor drei Jahren, im Jahr 2020, mit dem Nobelpreis für Chemie ausgezeichnet.
Dies ist nur die erste von Dutzenden potenzieller Behandlungen, die sich in der Entwicklung befinden, um andere genetische Krankheiten, Krebs oder sogar Unfruchtbarkeit zu behandeln.
2. Das erste Medikament, das die Alzheimer-Krankheit verlangsamt, wird zugelassen
Die US-amerikanische Food and Drug Administration hat das erste Medikament gegen Alzheimer zugelassen, das auf eine zugrunde liegende Ursache der Krankheit abzielt. Während das Medikament Leqembi keine Heilung oder Verbesserung der Symptome im Spätstadium der Krankheit bewirkt, verlangsamt es nach 18-monatiger Behandlung den Rückgang des Gedächtnisses und des Denkens um etwa 30 Prozent, wenn das Medikament im Frühstadium der Krankheit verabreicht wird.
Leqembi ist ein monoklonaler Antikörper, der gegen Amyloid-Plaques im Gehirn wirkt, die ein charakteristisches Merkmal der Alzheimer-Krankheit sind. Wenn abnormale Mengen eines natürlich vorkommenden Proteins namens Beta-Amyloid zu klebrigen Plaques im Gehirn zusammenklumpen, lösen sie Entzündungen aus und schädigen neuronale Verbindungen. Die Ansammlung von Amyloid-Plaques führt zu Gedächtnis- und Denkverlust und kann zur Alzheimer-Krankheit führen.
Klinische Studien deuten darauf hin, dass Leqembi Amyloid-Plaques aus dem Gehirn entfernt, was das Fortschreiten der Krankheit verlangsamt.
3. Forscher bringen gesunde Mäusewelpen von zwei Vätern hervor; keine Frau erforderlich
Ja, das hast du richtig gelesen. Forscher aus Japan präsentierten auf einer wissenschaftlichen Konferenz Beweise dafür, dass es möglich ist, gesunde, fruchtbare Mäuse ohne ein Ei einer weiblichen Maus zu zeugen.
Zunächst wurden Eier aus Stammzellen hergestellt, die aus den Hautzellen einer männlichen Maus stammten. Diese Eier wurden mit dem Sperma eines anderen Männchens befruchtet und dann wurde die befruchtete Eizelle in eine weibliche Maus übertragen, wo sie wuchs und reifte.
Obwohl sich nur sieben von mehr als 600 implantierten Embryonen zu Mäusebabys entwickelten, wuchsen die Jungen normal und waren als Erwachsene fruchtbar.
Es ist noch nicht bekannt, ob sich die Mäusejungen genauso entwickeln werden wie diejenigen, die durch konventionelle Zucht geboren wurden. Diese Ergebnisse wurden noch nicht in einer Fachzeitschrift veröffentlicht und ähnliche vorbereitende Schritte scheiterten bisher beim Menschen.
4. Wissenschaftler kartieren alle Verbindungen im Gehirn eines Insektens
Wissenschaftler haben das erste vollständige Gehirnschaltbild eines Insektengehirns erstellt. Das klingt vielleicht nicht beeindruckend, aber das Gehirn, selbst das einer Fruchtfliege, enthält riesige Netzwerke miteinander verbundener Neuronen, die als Konnektom bezeichnet werden.
Bisher wurden nur die Gehirne eines Spulwurms, einer Seescheide und eines Meereswurms vollständig kartiert; von denen jede nur ein paar hundert Verbindungen enthält.
Eine vollständige Karte des Konnektoms einer Fruchtfliegenlarve zeigt jedoch, dass es mehr als 3.000 Neuronen und mehr als eine halbe Million Verbindungen zwischen ihnen enthält. Die Entwicklung dieser Karte dauerte mehr als fünf Jahre durch ein internationales Wissenschaftlerteam. Obwohl das Gehirn einer Fruchtfliege viel einfacher ist als das des Menschen, werden die entwickelten Techniken in Zukunft dabei helfen, komplexere Gehirne abzubilden.
Die neuronalen Schaltkreise im Gehirn der Fruchtfliege ähneln neuronalen Netzwerken, die beim maschinellen Lernen verwendet werden. Das Verständnis der Ähnlichkeiten und Komplexitäten des Fliegenhirn-Konnektoms kann dabei helfen, die Funktionsweise des menschlichen Gehirns und die Entstehung neurologischer Erkrankungen zu entschlüsseln. Es kann auch zur Entwicklung neuer Methoden des maschinellen Lernens und effizienterer Systeme der künstlichen Intelligenz führen.
5. Pigmentproduzierende Zellen bleiben „stecken“ und verursachen graue Haare
Wissenschaftler zeigen, dass pigmentproduzierende Zellen, sogenannte Melanozyten, in einem unreifen Zustand stecken bleiben und es ihnen nicht gelingt, ihre blonde, braune, rote oder schwarze Haarfarbe zu entwickeln. Dieser Zustand der Verhaftung führt zu ergrauenden Haaren. Neues Haar wächst aus Follikeln, die sich in der Haut befinden, wo sich auch Melanozyten befinden.
Die Wissenschaftler der New York University beobachteten, wie einzelne Melanozyten-Stammzellen über zwei Jahre hinweg im einzelnen Haarfollikel von Mäusen auf und ab wanderten. Zu ihrer Überraschung stellten sie fest, dass Melanozyten-Stammzellen von grauen, unreifen Stammzellen zu reifen, farbigen Zellen hin und her wechseln können, wenn sie sich während des Lebenszyklus des Haares auf und ab bewegen. Mit zunehmendem Haaralter werden die Melanozyten-Stammzellen jedoch nach mehreren Zyklen träge und bleiben als unreife Melanozyten in der Nähe der Haarwurzel hängen. Da kein Pigment produziert wird, wird das Haar grau.
6. Bakterien tragen nachweislich dazu bei, dass sich Krebszellen aggressiver ausbreiten
Wissenschaftler haben herausgefunden, dass einige Bakterien, die häufig in vielen Tumoren des Magen-Darm-Trakts vorkommen, Krebszellen direkt dabei helfen, der Immunantwort des Körpers zu entgehen.
Diese Bakterien kooperieren nicht nur mit Tumorzellen, um das Fortschreiten des Krebses zu fördern, sondern helfen ihnen auch, sich schneller auszubreiten, indem sie Krebsmedikamente abbauen und so zum Scheitern der Behandlung führen.
Diese Forschung legt nahe, dass einige Krebsmedikamente wirksam sind, weil sie auch die im Tumor lebenden Bakterien abtöten. Zu verstehen, wie sich die Mikroumgebung des Tumors auf dessen Überleben und Fortschreiten auswirkt, kann neue Möglichkeiten der Krebsbehandlung eröffnen.
7. KI identifiziert Menschen mit dem höchsten Risiko für Bauchspeicheldrüsenkrebs
Ein neues Tool der künstlichen Intelligenz (KI) kann Bauchspeicheldrüsenkrebs bis zu drei Jahre vor der eigentlichen Diagnose vorhersagen, indem es spezifische Muster von Erkrankungen identifiziert, die in den Gesundheitsakten der Patienten aufgetreten sind.
Bauchspeicheldrüsenkrebs ist selten, aber die dritthäufigste krebsbedingte Todesursache. Sie ist deshalb so tödlich, weil sie meist erst im Spätstadium entdeckt wird, wenn sich die Krankheit bereits auf andere Bereiche des Körpers ausgebreitet hat.
Die Symptome von Bauchspeicheldrüsenkrebs im Frühstadium werden leicht falsch diagnostiziert, aber viele Patienten könnten länger leben, wenn der Krebs früh erkannt würde. Dies veranlasste Wissenschaftler dazu, einen KI-Algorithmus auf den Krankenakten von 6,2 Millionen Menschen aus Dänemark über einen Zeitraum von 41 Jahren zu trainieren, um die Muster zu erkennen, die in den Akten von 24.000 Patienten verborgen waren, die später an Bauchspeicheldrüsenkrebs erkrankten.
In den Krankenakten wird jede Krankheit mit einem Code erfasst. Das KI-Modell analysierte die Kombinationen dieser Krankheitscodes und den Zeitpunkt ihres Auftretens. Durch den Vergleich spezifischer Abfolgen von Erkrankungen, die einer Diagnose von Bauchspeicheldrüsenkrebs vorausgingen, lernte das KI-Modell, diejenigen zu identifizieren, bei denen das größte Risiko für die Erkrankung besteht.
Anschließend testeten die Wissenschaftler das KI-Tool, indem sie die Aufzeichnungen von fast 3 Millionen US-Veteranen über einen Zeitraum von 21 Jahren analysierten. Der Computeralgorithmus identifizierte fast 4.000 Personen korrekt, bis zu drei Jahre bevor bei ihnen tatsächlich Bauchspeicheldrüsenkrebs diagnostiziert wurde. Die Studie zeigt, dass KI-Modelle bei der Vorhersage des Risikos für Bauchspeicheldrüsenkrebs genauso genau sein können wie Gentests. Da Bauchspeicheldrüsenkrebs so selten vorkommt, wird ein genetisches Screening derzeit nur für Personen mit hohem Risiko oder bei Personen mit einer familiären Vorgeschichte der Krankheit empfohlen.
Anmerkung des Herausgebers: Diese Geschichte wurde aktualisiert und enthält nun die Nachricht, dass die FDA Gentherapien gegen Sichelzellenanämie zugelassen hat.