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10 erstaunliche medizinische Fortschritte aus dem Jahr 2017
Fortschritte in der Technologie haben die Art, wie wir kommunizieren, reisen und Geschäfte machen, revolutioniert. Sie haben aber auch einen tiefgreifenden Einfluss auf unsere Gesundheit gehabt. Viele Leute beklagen sich über Videospiele, Smartphones und Internetsucht sowie über die zunehmende Isolation, die durch unsere Abhängigkeit von Kommunikationsmethoden gefördert wird, die es uns vermeiden, einem anderen Menschen gegenüber zu treten.
Ironischerweise hat diese Technologie auch unseren Globus zum Informationsäquivalent einer kleinen Stadt oder eines Dorfes gemacht. Durch den Austausch von medizinischen Daten und die Verbesserung leistungsfähiger Geräte, die uns gut machen und halten, sind Fortschritte in der Medizin schneller denn je.
Designer-Genetik, Umkehrung des Alterungsprozesses und ein Heilmittel gegen Erkältung klingen alle nach futuristischer Medizin. Bei all diesen Dingen wurden im letzten Jahr jedoch beträchtliche Fortschritte erzielt. Hier sind 10 aktuelle medizinische Durchbrüche und wie sie die Zukunft beeinflussen werden.
10 Erfolgreiche künstliche Gebärmutter
Wissenschaftler haben eine künstliche Gebärmutter geschaffen, mit der sich sehr frühe Föten etwa einen Monat normal entwickeln können. Das Gerät wurde an acht fötalen Lämmern getestet, die vorzeitig aus dem Mutterleib ihrer Mutter entnommen und in einen künstlichen Mutterleib überführt wurden. Die Lämmer entwickelten sich weiter und zeigten normales Wachstum und Reifung, bis sie nach vier Wochen "ausgeliefert" wurden.
Die künstliche Gebärmutter besteht aus einem durchsichtigen Plastikbeutel, der mit synthetischem Fruchtwasser gefüllt ist. Die Nabelschnur des Fötus ist mit einer Maschine verbunden, die dem Blut Nahrung und Sauerstoff zuführt, ähnlich wie bei der Plazenta.
Eine normale Schwangerschaft dauert ungefähr 40 Wochen. Tausende Babys werden jedes Jahr sehr früh geboren - nach weniger als 26 Wochen im Uterus. Nur etwa die Hälfte dieser Babys überlebt und solche, die unter schweren Komplikationen wie Zerebralparese, Lähmung und geistiger Behinderung leiden.
Eine künstliche Gebärmutter, die für den Gebrauch mit Menschen zugelassen ist, würde es diesen Frühgeborenen ermöglichen, sich in einer gebärmutterähnlichen Umgebung über einen längeren Zeitraum zu entwickeln. Die Entwickler des Geräts hoffen, es in den nächsten fünf Jahren an menschlichen Babys testen zu können.
9 Erster Mensch-Schwein-Hybrid
In diesem Jahr haben Forscher erfolgreich einen Mensch-Schwein-Hybrid entwickelt, der wissenschaftlich als Chimäre bezeichnet wird. Eine Chimäre ist ein Organismus, der Zellen aus zwei verschiedenen Spezies enthält.
Eine Möglichkeit, eine Chimäre zu schaffen, besteht darin, das Organ eines Tieres in den Körper eines anderen Tieres einzuführen, dies birgt jedoch ein hohes Risiko, dass der Wirtskörper das fremde Organ abstößt. Die andere Möglichkeit, eine Chimäre zu schaffen, besteht darin, auf embryonaler Ebene zu beginnen, indem die Zellen eines Tieres in den Embryo eines anderen Tieres eingeführt werden und sich gemeinsam entwickeln lassen.
Frühe Chimärexperimente führten zum erfolgreichen Wachstum von Rattenzellen in einem Mausembryo. Mausembryonen, die genetisch so verändert wurden, dass sie Bauchspeicheldrüse, Augen und Herz einer Ratte bilden, hatten sich normal entwickelt. Die vielversprechenden Ergebnisse führten zu Experimenten mit menschlichen Zellen.
Schweineorgane sind den menschlichen Organen sehr ähnlich, weshalb das Tier als Wirt ausgewählt wurde. Humane Zellen wurden Schweineembryonen im Frühstadium injiziert. Die Hybridembryonen wurden dann in Ersatzsauen implantiert und konnten sich durch das erste Trimester entwickeln, bevor sie entfernt und untersucht wurden. Das Ergebnis waren 186 chimäre Embryonen, die die Anfangsstadien wichtiger Organe wie Herz und Leber enthielten.
Die Produktion menschlicher Organe und menschlicher Gewebe innerhalb einer anderen Spezies ist ein großer Schritt auf dem Weg zum Ziel der im Labor gezüchteten menschlichen Organe, die das Potenzial haben, Tausende von Leben zu retten. Derzeit sterben täglich 22 Menschen, während sie auf eine Organtransplantation warten.
8 Grippebekämpfender Froschschlamm
Eine Froschart, die kürzlich in Südindien entdeckt wurde, hat Grippe-bekämpfenden Schleim. Die Sekrete auf der Haut eines Frosches enthalten kurze Ketten von Aminosäuren oder Peptiden, die als Schutz vor Bakterien dienen. Die Wissenschaftler testeten die Peptide des indischen Frosches und stellten fest, dass eines von ihnen, Urumin, gegen die Grippe schützen kann.
Jeder Grippestamm enthält zwei Oberflächenproteine, Hämagglutinin und Neuraminidase. Grippestämme werden nach der Variation jedes enthaltenen Proteins benannt. Beispielsweise hat H1N1 die H1-Version von Hämagglutinin und die N1-Version von Neuraminidase.
Die häufigsten saisonalen Grippeviren enthalten H1. Urumin hat jeden getesteten H1-Grippestamm effektiv abgetötet, auch gegen Stämme, die eine Resistenz gegen aktuelle antivirale Behandlungen entwickelt haben.
Aktuelle Medikamente, die die Grippe behandeln, zielen auf das Neuraminidase-Protein des Virus, das häufiger mutiert als das Hämagglutinin. Ein Medikament, das speziell gegen das Hämagglutinin gerichtet ist, wäre gegen weitere Grippestämme wirksam und könnte die Grundlage für einen Universalimpfstoff bilden.
7 Neue Melanombehandlung
Ein Forscherteam der Michigan State University hat ein potenzielles Medikament entdeckt, das die Sterblichkeitsrate von Melanomen drastisch reduzieren könnte. Dies ist die tödlichste Form von Hautkrebs, hauptsächlich weil die Krankheit schnell metastasieren kann (sich im Körper ausbreiten und Organe wie Lunge und Gehirn beeinflussen kann). Dies geschieht durch einen Transkriptionsprozess, bei dem unsere Gene in Melanom-Tumoren RNA-Moleküle und bestimmte Proteine produzieren, die die Ausbreitung der Krebszellen ermöglichen.
Eine neue chemische Verbindung hat Erfolg gezeigt, diesen Zyklus zu unterbrechen. Die Substanz stoppt den Transkriptionsprozess, wodurch verhindert wird, dass sich der Krebs so aggressiv ausbreiten kann. In Laborstudien zur Wirkung auf Melanomzellen gelang es der Verbindung, die Ausbreitung des Krebses um 90 Prozent zu reduzieren.
Das potenzielle Medikament ist noch einige Jahre von Versuchen mit Menschen entfernt, aber die Forscher sind hinsichtlich der Möglichkeiten optimistisch.Neben der Behandlung von Melanomen wird die Verbindung auch auf ihre Fähigkeit getestet, die Ausbreitung anderer Krebsarten zu stoppen.
6 Fehler beim Löschen des Speichers
Menschen, die an einer posttraumatischen Belastungsstörung oder anderen angstbedingten Anfällen leiden, könnten eines Tages die Fähigkeit haben, ihre schlechten Erinnerungen einfach zu löschen.
Wissenschaftler haben dies seit Jahren untersucht. Vor kurzem erlebten zwei Forscher der University of California-Riverside (UCR) einen Durchbruch bei der Untersuchung der Auswirkungen von Gedächtnis. Sie untersuchten speziell die Wege, die Erinnerungen schaffen und uns den Zugang zu ihnen ermöglichen.
Wenn ein traumatisches Ereignis eintritt, ist der Weg des Gehirns zu dieser Erinnerung stärker als der Weg zu Erinnerungen, die nicht mit einem Trauma verbunden sind. Aus diesem Grund kann sich eine Person an jedes Detail eines schrecklichen Ereignisses erinnern, das vor Jahren stattgefunden hat, sich aber nicht daran erinnern, was sie an diesem Morgen zum Frühstück gegessen hat.
Um traumatisierte Mäuse zu testen, spielten die UCR-Forscher ein hohes Geräusch und schockten die Mäuse gleichzeitig. Wie vorhergesagt, verursachte das erneute Spielen des Tons, dass die Mäuse vor Angst erstarren.
Mit einer Technik namens Optogenetik konnten die Forscher die Verbindungen zwischen den Neuronen schwächen, die mit dem Rauschweg verbunden sind. Die Mäuse waren wieder diesem Geräusch ausgesetzt, zeigten jedoch keine Anzeichen von Angst mehr. Ihre Erinnerung an das traumatische Ereignis war effektiv gelöscht worden.
Ein wichtiger Aspekt der Technik ist, dass nur gezielte Erinnerungen betroffen sind. So können Trauma-Betroffene ihre schmerzhaften Erfahrungen vergessen, ohne zu vergessen, wie sie ihre Schuhe festbinden.
5 Spider-Venom-Schlaganfallbehandlungen
Sie möchten nicht von einer australischen Trichterwebspinne von Darling Down gebissen werden. Ihr Gift kann einen Menschen in 15 Minuten töten. Es enthält jedoch auch eine Zutat, die die Gehirnzellen vor den während eines Schlaganfalls verursachten Schäden schützen kann.
Wenn jemand einen Schlaganfall hat, wird der Blutfluss zum Gehirn unterbrochen, wodurch das Gehirn an Sauerstoff erkrankt. Das Gehirn reagiert auf abnormale Weise, die Säure produziert. Diese Säure führt zum Absterben der Gehirnzellen.
Hi1a, ein bestimmtes Molekül, das im Gift der australischen Spinne gefunden wurde, schützt Gehirnzellen vor Schlaganfällen. Wenn Hi1a zwei Stunden nach einem induzierten Schlaganfall an Ratten verabreicht wurde, wurde das Ausmaß der Hirnschädigung um 80 Prozent reduziert. Als die Forscher bis zu acht Stunden nach einem Schlaganfall auf Hi1a warteten, war die Hirnschädigung immer noch um 65 Prozent geringer als bei unbehandelten Ratten.
Derzeit gibt es keine Medikamente, die Schlaganfallopfer vor Hirnschäden schützen. Einige Behandlungen lösen Blutgerinnsel im Gehirn auf oder kontrollieren Blutungen, um Verletzungen des Gehirns zu reduzieren. Zu diesem Zeitpunkt steht jedoch nichts zur Verfügung, um den Hirnschaden durch einen Schlaganfall aufzuheben. Wenn Hi1a sich in Versuchen mit Menschen als erfolgreich erweist, würde dies das Ergebnis für Schlaganfallopfer drastisch verbessern.
4 Human Trials of Antiaging-Behandlung
Eine Anti-Aging-Behandlung ist dem Markt einen Schritt näher. Nachdem Tierversuche unglaubliche Erfolge bei der Umkehrung des Alterungsprozesses von Zellen gezeigt haben, sind derzeit Versuche mit Menschen im Gange.
Unsere Zellen sind in der Lage, sich selbst zu reparieren, aber ihre Fähigkeit nimmt ab, wenn wir älter werden. Ein bestimmter Metabolit namens NAD + ist in jeder Zelle vorhanden und für den Reparaturprozess von entscheidender Bedeutung.
Ein Forscherteam der University of New South Wales führte Versuche mit NMN durch, die die Hälfte eines NAD + -Moleküls ausmachen. Nachdem NMN älteren Mäusen verabreicht worden war, zeigten sie eine erhöhte Fähigkeit, geschädigte Zellen zu reparieren. Bereits nach einer Woche funktionierten die mit NMN behandelten Zellen älterer Mäuse genauso gut wie die Zellen jüngerer Mäuse.
Ein letzter Schritt in der Studie bestand darin, Mäuse Strahlung auszusetzen. Mit NMN vorbehandelte Mäuse zeigten geringere Zellschäden als solche, die dies nicht getan hatten. Selbst mit NMN behandelte Mäuse zeigten nach der Exposition geringere Zellschäden.
Eine wirksame Anti-Aging-Behandlung wäre nicht auf ältere Patienten beschränkt. Astronauten erfahren eine beschleunigte Alterung, wenn sie kosmischer Strahlung ausgesetzt sind. Menschen, die in Flugzeugen reisen oder Röntgenstrahlen ausgesetzt sind, sind auch Strahlen ausgesetzt, wenn auch in wesentlich geringerem Umfang. Krebsüberlebende in der Kindheit erleben eine beschleunigte Zellalterung, die dazu führt, dass viele unter einer chronischen Krankheit wie Alzheimer leiden, bevor sie das 45. Lebensjahr erreichen.
3 Früherkennung von Krebs
Wissenschaftler der Rutgers University entdeckten einen Weg, um Mikrometastasen, winzige Tumore im Körper, die zu klein sind, um sie mit aktuellen Screening-Methoden zu entdecken, erfolgreich zu verfolgen. Bei dieser neuen Technik werden winzige Leuchtstäbe in die Blutbahn injiziert und darauf gewartet, wo sie landen.
Das Rutgers-Team verwendete Nanopartikel, die kurzwelliges Infrarotlicht aussenden. Die Nanopartikel halten sich an Krebszellen fest, wenn sie sich im Körper bewegen. In frühen Studien zeigte ein Test an Mäusen, dass die Nanopartikel Brustkrebszellen genau nachverfolgten, wenn sie sich an verschiedenen Stellen in den Beinen und in den Nebennieren des Lebewesens ausbreiteten.
Mit der Nanopartikelmethode kann ein Tumor Monate vor der MRT-Untersuchung erkannt werden. Die Forscher gehen davon aus, dass die Technik in den nächsten fünf Jahren zur Krebsvorsorge beim Menschen eingesetzt wird.
2 Heilmittel gegen Erkältung
Seit Jahrhunderten versucht der Mensch ein Mittel gegen Erkältung zu finden. Ein altägyptisches medizinisches Dokument aus dem Jahr 1550 v. Chr. Weist jemanden an, der an einer Erkältung leidet, "in Verbindung mit der Verabreichung von Milch eines Mannes, der ein männliches Kind geboren hat, und duftendem Kaugummi", sich selbst zu heilen.
Die heutigen Behandlungen sind ungefähr so effektiv.Vitamin-C-Tabletten, Echinacea-Tees und verschiedene rezeptfreie Medikamente wirken der Erkältung nicht entgegen.
Aber das könnte sich ändern. Während viele Viren für die Erkältung verantwortlich sind, ist das Rhinovirus am verbreitetsten und verursacht bis zu 75 Prozent der Infektionen. Ein Team von Forschern der Edinburgh Napier University hatte Anfang dieses Jahres Erfolg beim Test bestimmter antimikrobieller Peptide.
Das Team synthetisierte Peptide aus Schweinen und Schafen. Dann testeten die Forscher die Peptide gegen Lungenzellen, die mit Rhinovirus infiziert worden waren. Die Peptide konnten das Virus erfolgreich abtöten.
Die Forscher arbeiten daran, die Peptide so zu verändern, dass sie noch wirksamer gegen das Rhinovirus wirken, bevor sie zu einem Medikament entwickelt werden, das die Erkältung heilen kann.
1 Embryonale DNA-Reparatur
Zum ersten Mal haben Wissenschaftler die DNA in einem menschlichen Embryo erfolgreich editiert, ohne ungewollte schädliche Mutationen zu verursachen.
Ein internationales Team von Wissenschaftlern führte ein Experiment mit einer leistungsstarken neuen Gen-Editing-Technik durch. Sperma wurde von einem Spender gewonnen, der eine genetische Mutation trug, die eine Kardiomyopathie verursacht, eine Störung, die das Herz schwächt und unregelmäßige Herzschläge, Herzklappenprobleme und Herzversagen verursacht.
Das Sperma wurde verwendet, um Spendereier zu befruchten, und dann wurde das Genbearbeitungswerkzeug verwendet, um die Mutation zu verändern. Die Wissenschaftler beschrieben es als eine mikroskopische Operation, bei der sie das mutierte Gen präzise schneiden.
Wenn das Gen geschnitten wurde, wurde der Embryo ausgelöst, um das defekte Gen selbst zu reparieren. Die Technik wurde bei 58 Embryonen angewendet und die Genmutation wurde bei 70 Prozent erfolgreich korrigiert. Am wichtigsten war jedoch, dass die Korrektur nicht zu unbeabsichtigten Defekten in anderen Bereichen der DNA führte, wie dies in früheren Experimenten der Fall war.
Die Embryonen wurden nicht zur Herstellung von Babys verwendet. Vorher sind weitere Tests erforderlich.
Kritiker der genetischen Veränderung von Embryonen sind besorgt über einige Faktoren. Änderungen, die an der DNA eines Embryos vorgenommen werden, werden in zukünftigen Generationen weitergegeben, sodass Fehler im Prozess der Genbearbeitung letztlich zu neuen genetischen Erkrankungen führen können. Es gibt auch Bedenken, dass die Forschung zu „Designerbabys“ führen könnte, bei denen die Eltern die Merkmale ihrer Kinder vor der Geburt auswählen und ein Kind mit bestimmten körperlichen Aspekten und Fähigkeiten effektiv herstellen.
Wissenschaftler, die die embryonale Genveränderung erforschen, geben an, dass ihre Arbeit nur darauf abzielt, genetische Erkrankungen zu verhindern, und keine Nachkommen zu schaffen. Zu den Krankheiten, die durch die Bearbeitung von embryonalen Genen verhindert werden könnten, gehören die Huntington-Krankheit, Mukoviszidose und Fälle von Brust- und Eierstockkrebs, die durch Mutationen im BRCA-Gen verursacht werden.