Natur verringert körperliche Schmerzen: Verarbeitung von Schmerzsignalen im Gehirn wird reduziert
Universität Wien
Dieser Effekt tritt sogar bei virtueller Natur – also etwa Naturvideos – ein
In einer neuen Studie konnte ein internationales Team an Neurowissenschafter*innen unter Leitung der Universität Wien zeigen, dass Naturerfahrungen akute körperliche Schmerzen lindern können. Naturerfahrungen heißt überraschenderweise: Nicht nur tatsächliche Aufenthalte in der Natur, sondern bereits Natur-Videos haben diesen Effekt. Die Forscher*innen konnten mittels funktioneller Magnetresonanztomographie nachweisen, dass beim Betrachten von Naturvideos akute Schmerzen als weniger intensiv und unangenehm bewertet wurden, – das beweist auch die Reduktion der mit Schmerzen verbundenen Gehirnaktivität. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass naturbasierte Therapien als vielversprechende, ergänzende Ansätze für Schmerztherapien eingesetzt werden können. Die Studie wurde aktuell in der renommierten Fachzeitschrift Nature Communications publiziert.
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Analysen der Gehirnaktivität zeigten, dass das Betrachten von Natur vor allem die frühen, körperbezogenen Schmerzsignale verringerte. „Die Schmerzverarbeitung setzt sich wie ein Puzzle aus verschiedenen Teilen zusammen, die im Gehirn unterschiedlich verarbeitet werden. Einige Puzzleteile bestimmen unsere emotionale Reaktion auf den Schmerz, also etwa, ob wir ihn als unerträglich empfinden. Andere Puzzleteile betreffen die dem Schmerz zugrundeliegenden körperlichen Signale, also etwa Informationen darüber, wo im Körper der Schmerz lokalisiert ist und wie intensiv er gerade ist. Anders als etwa bei Schmerzreduktion durch Placebos, die in der Regel unsere emotionale Reaktion auf den Schmerz verändern, führte das Betrachten von Natur dazu, dass die frühen, körperbezogenen Signale vom Gehirn anders verarbeitet wurden. Der Effekt scheint also weniger mit den Erwartungen und Emotionen der Teilnehmer*innen zu tun zu haben, sondern mehr mit der Veränderung von zugrundeliegenden Schmerzsignalen“, erklärt Steininger.
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Originalpublikation: Maximilian O. Steininger, Mathew P. White, Lukas Lengersdorff, Lei Zhang, Alexander J. Smalley, Simone Kühn, Claus Lamm: Nature exposure induces analgesic effects by acting on nociception-related neural processing. 2025. In Nature Communications.
DOI: 10.1038/s41467-025-56870-2 https://www.nature.com/articles/s41467-025-56870-2
Extremer Mutationshotspot in Bakterien entdeckt: Studie zeigt, wie Genaktivität Mutationen fördert
Max-Planck-Institut für Evolutionsbiologie
- Max-Planck-Forscher entdeckten eine 5000-fach erhöhte Mutationsrate im Erbgut von *Pseudomonas fluorescens*. – Die Mutation trat regelmäßig im Promotorbereich des *rpoS*-Gens auf und wurde durch dessen Aktivität begünstigt. – Durch Unterdrückung des *rpoS*-Promotors sank die Mutationsrate um das 60-Fache. – Dies legt nahe, dass ähnliche Mutations-Hotspots auch in anderen Genen und Bakterien existieren könnten.
Eine neue Studie, veröffentlicht in PLOS Genetics, hat einen extremen Mutationshotspot im Genom von Pseudomonas fluorescens identifiziert und liefert beispiellose Einblicke in die Beziehung zwischen Genregulation und Mutationsraten. Die Erkenntnisse könnten weitreichende Auswirkungen auf das Verständnis bakterieller Evolution, Anpassung und Antibiotikaresistenz haben.
Die Forschung von Andrew D. Farr, Christina Vasileiou, Peter A. Lind und Paul B. Rainey zeigt, dass Mutationen in der Promotorregion des rpoS-Gens mit einer erstaunlichen Rate auftreten – etwa 5000-mal höher als erwartet. Die Mutation wurde in zahlreichen unabhängigen Bakterienpopulationen beobachtet und trat in 137 von 153 Replikaten vorhersehbar auf.
Diese Mutation steht in direktem Zusammenhang mit der Transkriptionsaktivität: Je mehr ein Promotor aktiv ist, desto häufiger treten Mutationen in diesem Promotor auf. In Experimenten, in denen die Transkriptionsaktivierung blockiert wurde, sank die Mutationsrate um fast das 60-fache, was einen klaren kausalen Zusammenhang zwischen Genexpression und Mutagenese belegt.
„Unsere Ergebnisse zeigen eine unerwartete Verbindung zwischen Genregulation und Mutationsrate und legen nahe, dass bestimmte genomische Regionen anfälliger für mutationale Veränderungen sein könnten“, sagte Andrew Farr, Hauptautor der Studie. „Dies könnte wichtige Auswirkungen auf das Verständnis der bakteriellen Anpassung und der Evolution der Antibiotikaresistenz haben. Wir untersuchen derzeit die genauen molekularen Wechselwirkungen, die diese hohen Mutationsraten verursachen, und entwickeln Prinzipien zur Vorhersage, wo solche Mutationshotspots auftreten könnten.“
Mutationen sind grundlegend für evolutionäre Veränderungen und treiben die Entstehung neuer Merkmale, Arten und in manchen Fällen die Resistenz gegen Antibiotika voran. Diese Studie liefert starke Hinweise darauf, dass Transkriptionsaktivierung lokal die Mutationsraten erhöhen kann, was möglicherweise die Evolution bakterieller Genome und die Entwicklung von Antibiotikaresistenzen beeinflusst.
Durch die Aufdeckung eines Mechanismus, bei dem die Genaktivität selbst die Mutationsraten beeinflusst, stellt diese Forschung traditionelle Vorstellungen zur Mutagenese infrage und eröffnet neue Wege für das Studium der Genom-Evolution bei Bakterien und darüber hinaus. Ein besseres Verständnis der molekularen Grundlagen dieser Hotspots könnte helfen, vorherzusagen, wo und wie Mutationen in anderen Mikroorganismen auftreten könnten, und neue Strategien zur Eindämmung bakterieller Anpassung an Umweltbedingungen, einschließlich Antibiotika, aufzeigen.
Link: https://idw-online.de/de/news848960
Originalpublikation: Andrew D. Farr , Christina Vasileiou, Peter A. Lind, Paul B. Rainey (2025)
An extreme mutational hotspot in nlpD depends on transcriptional induction of rpoS https://doi.org/10.1371/journal.pgen.1011572
Kontrolle enzymatischer Funktion durch Licht
Universität Regensburg
Wissenschaftler*innen der Universität Regensburg veröffentlichen Studie zu neuen Möglichkeiten der exakten räumlich-zeitliche Kontrolle von biochemischen Transformationen mit potenziellen Anwendungsmöglichkeiten in der pharmazeutisch-chemischen Industrie.
Enzyme sind Biokatalysatoren, die praktisch alle zellulären Reaktionen, d.h. die Umwandlung einer Substanz (Substrat) in eine andere Substanz (Produkt), beschleunigen und dadurch Leben in der uns bekannten Form erst möglich machen. Chemisch gehören Enzyme zu den Proteinen (Eiweißmolekülen) und bestehen aus einer Kette von Aminosäuren, deren Abfolge ihre Raumstruktur und damit auch ihre jeweilige Funktion festlegt. Besonders wichtig für die Funktion sind die so genannten „aktiven Zentren“ von Enzymen. Sie bestehen aus einigen wenigen Aminosäuren, die das Substrat binden und ins Produkt umsetzen. Viele Substrate kommen in zwei so genannten enantiomeren Formen vor, die sich wie Bild und Spielegelbild zueinander verhalten. Wichtig ist, dass in der Regel nur eines der beiden Enantiomere durch das aktive Zentrum gebunden und umgesetzt wird, eine Eigenschaft die „Enantioselektivität“ genannt wird.
Wegen ihrer hohen Leistungsfähigkeit eignen sich Enzyme auch für Anwendungen in industriellem oder medizinischem Umfeld. Dazu ist es jedoch erforderlich, ihre Aktivitäten gezielt zu modifizieren und zu steuern. Dies geschieht mittels Proteinengineering, wobei eine der 20 natürlich vorkommenden Aminosäuren gezielt gegen eine andere ausgetauscht wird. Durch eine Umprogrammierung des für die Herstellung von Proteinen zuständigen zellulären Apparates können seit kurzem natürliche Aminosäuren auch durch in Zellen nicht vorkommende (unnatürliche) Aminosäuren (UAS) ersetzt werden. Dadurch ergeben sich neue Möglichkeiten zur Etablierung und Steuerung von Enzymaktivitäten. Eine besonders interessante Option stellen dabei photo-sensitive UAS dar, die in der Nähe des aktiven Zentrums von Enzymen eingebaut werden und dadurch Einfluss auf Substratbindung und Katalyse nehmen. Diese Technik wurde im Rahmen der hier besprochenen Arbeit auf das Enzym Phosphotriesterase (PTE) angewendet, welche enantioselektiv toxische Substrate mit Organophosphatanteilen zu ungiftigen Produkten abbaut. Nach dem Einbau der UAS am aktiven Zentrum der PTE wurde zunächst nur eines der beiden Enantiomere gebunden. Wurde die Probe anschließend mit ultraviolettem Licht bestrahlt und dadurch die chemische Zusammensetzung der UAA geändert, konnte stattdessen das andere Enantiomer gebunden und ins Produkt umgesetzt werden. Somit konnte am Beispiel der PTE erstmals die Enantioselektivität eines Enzyms durch Licht artifiziell gesteuert werden. Diese Daten wurden durch eine anschließende detaillierte bioinformatische Analyse auf der Basis der Raumstruktur der PTE und der Veränderung des aktiven Zentrums durch die UAS erklärt. Diese Ergebnisse eröffnen neue Möglichkeiten der exakten räumlich-zeitliche Kontrolle von biochemischen Transformationen mit potenziellen Anwendungsmöglichkeiten in der pharmazeutisch-chemischen Industrie.
Link: https://idw-online.de/de/news848967
Originalpublikation: Caroline Hiefinger, Gabriel Zinner, Torben F. Fürtges, Tamari Narindoshvili, Sebastian Schindler, Astrid Bruckmann, Till Rudack, Frank M. Raushel, Reinhard Sterner (2025). Photo-Controlling the Enantioselectivity of a Phosphotriesterase via Incorporation of a Light-Responsive Unnatural Amino Acid. JACS Au 5, 858-870. https://doi.org/10.1021/jacsau.4c01106
Mit KI-generiertem Netzhaut-Screening zur kardiovaskulären Risikovorhersage
Stiftung DHG (Diabetes I Herz I Gefäße) in der Deutschen Diabetes Stiftung
KI beim augenärztlichen Routine-Check ermöglicht, Wahrscheinlichkeit für schwerwiegende Ereignisse bei Menschen mit Typ-2-Diabetes einzuschätzen
Etabliert in der Diagnostik diabetischer Augenerkrankungen sind die Untersuchung der Retina mit Augenspiegel oder Lupensystemen und die Darstellung von Zellschichten, Flüssigkeitsansammlungen und Blutgefäßen der Netzhaut mit Fluoreszenzangiografie, optischer Kohärenztomografie oder OCT-Angiografie. Klinisch erprobt und rasant entwickeln sich KI-gestützte Screening-Tools, um diabetische Netzhautveränderungen rechtzeitig festzustellen. KI-Verfahren zur Abschätzung des kardiovaskulären (CV) Risikos bei Menschen mit Typ-2-Diabetes über die Netzhaut sind eher neu. Eine diabetische Retinopathie gilt als Prädiktor für CV-Ereignisse und vorzeitigen kardiovaskulären Tod (CVD). Im fortgeschrittenen Stadium der Retinopathie verdoppelt sich das Risiko.
Retina-Score mit erhöhtem 10-Jahres-MACE-Risiko assoziiert
Die Vorhersage unerwünschter CV-Ereignisse könnte jetzt mit KI im Routine-Screening der Netzhaut einfacher und präziser werden, zeigt eine kürzlich in Cardiovascular Diabetology publizierte Studie. Darin wurden 6127 Patienten mit Typ-2-Diabetes ohne Herzinfarkt oder Schlaganfall in der Vorgeschichte eingeschlossen. Neben Berechnung des 10-Jahres-CVD-Risikos mittels PCE (Pooled Cohort Equation)-Risiko-Sore erfolgte ein polygener Risiko-Score (PRS) für die koronare Herzkrankheit. Die Analyse der Netzhautaufnahmen wurde anhand eines EfficientNet-B2-Netzwerks durchgeführt, um das 10-Jahres-CVD-Risiko einzuschätzen. Primäres Studienziel war die Zeit bis zum Auftreten des ersten schwerwiegenden CV-Ereignisses (MACE), einschließlich kardiovaskulärem Tod, Myokardinfarkt oder Schlaganfall. Bei 1241 Patienten (mittleres PCE-10-Jahres-CVD-Risiko 35 %) lag eine hohe Korrelation zwischen dem retinal vorhergesagten CVD-Risiko und dem PCE-Risiko-Score (r = 0,66) vor, nicht aber mit dem PRS (r = 0.05). Ein höheres durch die Retina vorhergesagtes Risiko war signifikant mit einem erhöhten 10-Jahres-MACE-Risiko assoziiert (HR 1,05 pro 1 % Anstieg; 95 % CI 1,04-1,06, p < 0,001). Die Studie belegt: Mit einem Deep-Learning-KI-Modell kann MACE im Retina-Screening genau vorhergesagt werden. Das ermöglicht eine Risikobewertung für CV-Ereignisse bei Routine-Untersuchungen der Netzhaut, schlussfolgern die Autoren.
Eine optimistische Einschätzung zum Nutzen von KI beim Retinopathie-Screening zur Vorhersage kardiovaskulärer Ereignisse kommt von Experten der Diabetologie und Ophthalmologie. Mit KI könne es schneller gehen, als über traditionelle Wege der Risikoerfassung, sagt Professor Diethelm Tschöpe von der Stiftung DHG in Düsseldorf. „Viele Instrumente, die in der klinischen Routine standardisiert eingesetzt werden, auch z.B. Framingham oder andere Scores, sind zeitraubend. Und Zeit ist das, was Ärzten fehlt, worunter nicht selten die Sorgfalt in der Diagnostik leidet“, ergänzt Tschöpe. Die Studie sei ein weiteres Beispiel, welches Potenzial in KI stecke, meint Privatdozent Hans-Joachim Hettlich von der Augenklinik am JWK Minden, der auch die Stiftung DHG fördert. Bei der Suche nach Netzhautschäden werde schon länger auf KI-gestützte Diagnostik gesetzt, um betroffene Patienten frühzeitig zu entdecken. „Ein Problem ist aber, dass wir Patienten in vielen Fällen zu spät sehen“, so der Ophthalmologe. Nur etwa die Hälfte der Menschen mit Typ-2-Diabetes ließen sich wie vorgesehen alle zwei Jahre augenärztlich untersuchen. Zudem würden Ärzte ihre Patienten oft erst schicken, wenn Krankheitsstadien weit fortgeschritten sind. „Alles steht und fällt mit dem Zeitpunkt der Diagnose und der Möglichkeit zu einer Therapie“, fassen Tschöpe und Hettlich zusammen. Hier könne KI zumindest als Add-on einen Beitrag leisten, schneller zur Diagnose zu kommen oder Risiken einzuordnen. „Das ersetzt nicht die ärztliche Leistung mit Untersuchung von Patienten, Ergebnis-interpretation und Therapieentscheidungen, die zu treffen sind.“ KI ergänze den diagnostischen Werkzeugkoffer.
Link: https://idw-online.de/de/news848983
Originalpublikation: Syed MG, Trucco E, Mookiah MRK, Lang CC, McCrimmon RJ, Palmer CNA, Pearson ER, Doney ASF, Mordi IR. Deep-learning prediction of cardiovascular outcomes from routine retinal images in individuals with type 2 diabetes. Cardiovasc Diabetol. 2025 Jan 2;24(1):3. https://doi.org/10.1186/s12933-024-02564-w.
Zwei Hirnareale im Wettbewerb
Ruhr-Universität Bochum
Wie zwei Hirnareale die Natur von Gedächtnisinhalten beeinflussen, haben Forschende der Ruhr-Universität Bochum untersucht. Das Team der Abteilung für Neurophysiologie zeigte in Ratten, wie der sogenannte Locus coeruleus und das ventrale tegmentale Areal die Hirnaktivität in der für das Gedächtnis entscheidenden Region Hippocampus nachhaltig verändern. Die Einflüsse der beiden Areale stehen im Wettbewerb miteinander und bestimmen beispielsweise, wie emotionsgeladene oder relevante Erlebnisse abgespeichert werden.
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Neurotransmitter wie Dopamin und Noradrenalin spielen bei der Informationsverarbeitung eine entscheidende Rolle. Sie können die Kommunikationsfähigkeit von Nervenzellen langanhaltend verändern, man spricht von synaptischer Plastizität, die wiederum die zelluläre Basis der Gedächtnisbildung umfasst. Bei der Langzeitpotenzierung erhöht sich die Kommunikationsfähigkeit der betroffenen Synapsen, bei der Langzeitdepression der synaptischen Übertragung wird die Aktivität von bestimmten Synapsen im Hippocampus vermindert. Somit können Erfahrungen gespeichert und aktualisiert werden.
Der Locus coeruleus und das ventrale tegmentale Areal schütten Neurotransmitter in den Hippocampus aus, wo Lernvorgänge stattfinden. Bisher war unklar, inwieweit diese Regionen eine Rolle bei der synaptischen Plastizität und damit auch bei Lernvorgängen spielen. Bekannt ist, dass das ventrale tegmentale Areal wichtig für Belohnungs- und Abneigungsreaktionen ist. Der Locus coeruleus hingegen ist entscheidend für die Wahrnehmung neuartiger Reize und steuert so die Aufmerksamkeit.
Hagena und Manahan-Vaughan zeichneten die Aktivität der Synapsen im Hippocampus von Nagern auf. Die Tiere waren genetisch so verändert, dass die Aktivität bestimmter Zellen des Locus coeruleus und des ventralen tegmentalen Areals mit Licht gehemmt oder angeregt werden konnten. Wurde das ventrale tegmentale Areal aktiviert, führte das im Hippocampus zu einer Langzeitpotenzierung. Bei einer Aktivierung des Locus coeruleus war das Gegenteil der Fall.
Als das Team das ventrale tegmentale Areal in Verhaltensversuchen inaktivierte, wurde die Langzeitpotenzierung im Hippocampus während der Erkundung einer neuen Umgebung unterdrückt. Inaktivierten die Forschenden den Locus coeruleus wurde die Langzeitdepression während der Erkundung von Inhalten der Umgebung gehemmt.
Der Hippocampus kann durch die Langzeitpotenzierung und Langzeitdepression verschiedene Aspekte von räumlicher Information verarbeiten. Die Forschenden identifizierten nun den physiologischen Prozess, wie diese Veränderungen der synaptischen Plastizität gesteuert werden können.
„Wir waren überrascht, dass die Effekte so spezifisch waren“, resümiert Hardy Hagena. „Die Tatsache, dass die ventrale tegmentale Region und der Locus coeruleus diese beiden unterschiedlichen Arten der synaptischen Plastizität hervorrufen, gibt uns einen Einblick, wie Motivation und Aufmerksamkeit die synaptischen Antworten relativ zu ihrer Relevanz und dem aktuellen Gedächtnisinhalt beeinflussen“.
Link: https://idw-online.de/de/news848989
Originalpublikation: Hardy Hagena, Denise Manahan-Vaughan: Oppositional and Competitive Instigation of Hippocampal Synaptic Plasticity by the VTA and Locus Coeruleus, in: PNAS, 2024 DOI: 10.1073/pnas.2402356122, https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2402356122
Werkzeug identifiziert spezifische Viren zur Bekämpfung gefährlicher Bakterien
Eberhard Karls Universität Tübingen
Forschungsteam der Universität Tübingen verkürzt die Suche nach Angreifern, die multire-sistente Krankheitserreger vernichten können – Ziel sind Therapien gegen Infektionen ohne Antibiotika
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Bei einer Phagentherapie macht man sich zunutze, dass die Bakteriophagen gezielt bestimmte Bakterienvarianten infizieren, sich in ihnen vermehren und diese schließlich zerstören. Hierdurch werden neue Bakteriophagen freigesetzt, die weitere Bakterien bekämpfen können. „Aufgrund ihrer Spezifität können sie sich aber nicht mehr vermehren, sobald alle krankheitserregenden Bakterien abgetötet sind“, erklärt Janes Krusche vom Exzellenzcluster CMFI, der Erstautor der Studie. Eine der Schwierigkeiten bei dieser Therapie liege in der Wahl des passenden Bakteriophagen. Krusche ist der maßgebliche Entwickler des neuen Tools zur Phagenidentifizierung (Phage Aureus RBP Identification System; PhARIS). PhARIS analysiere das Erbgut von Phagen und erkenne anhand spezifi-scher rezeptorbindender Proteine, ob ein Phage in der Lage ist, eine bestimmte Staphylococcus au-reus-Variante zu infizieren, erläutert Krusche.
In dem Tool sehen Peschel und Krusche ein großes Potenzial für Phagentherapien in der Behand-lung von Wundinfektionen und bei Infektionen, die mit Implantaten assoziiert sind. Das For-schungsteam plant, das System für weitere Erreger weiterzuentwickeln. Ziel ist es, PhARIS zu ei-nem Standardwerkzeug für Labore zu machen, um Phagen schnell und effektiv als therapeutische Alternative zu Antibiotika bei vielen verschiedenen bakteriellen Infektionen einzusetzen.
Link: https://idw-online.de/de/news849018
Originalpublikation: Janes Krusche, Christian Beck, Esther Lehmann, David Gerlach, Ellen Daiber, Christoph Mayer, Jennifer Müller, Hadil Onallah, Silvia Würstle, Christiane Wolz, Andreas Peschel: Characterization and host range prediction of Staphylococcus aureus phages through receptor-binding protein analy-sis. Cell Reports, https://doi.org/10.1016/j.celrep.2025.115369
Übergewicht der Mutter als Risikofaktor für Leukämie bei Töchtern
Deutsches Krebsforschungszentrum
Das Gewicht werdender Mütter könnte eine entscheidende Rolle bei der Entstehung von akuter lymphoblastischer Leukämie (ALL) bei Töchtern spielen – Söhne dagegen sind nicht betroffen. Das zeigten Forschende vom Deutschen Krebsforschungszentrum (DKFZ).
Die akute lymphoblastische Leukämie ist zwar insgesamt selten, macht aber rund ein Viertel der Krebserkrankungen im Kindes- und Jugendalter aus. Um möglichen Risikofaktoren auf die Spur zu kommen, analysierte ein Team um Mahdi Fallah, DKFZ und NCT Heidelberg, gemeinsam mit Kollegen der Universität Lund die Daten von fast 3 Millionen Geburten in Schweden über einen Zeitraum von 35 Jahren. Datengrundlage war das landesweite schwedische Familien-Krebsregister.
Im Untersuchungszeitraum erkrankten in Schweden insgesamt 1.388 Kinder an ALL. Die Ergebnisse zeigen: Mädchen, deren Mütter bereits zu Beginn der Schwangerschaft übergewichtig oder fettleibig waren (BMI 25 und darüber), hatten ein um 40 Prozent erhöhtes Risiko, an ALL zu erkranken.
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Die Forscher vermuten, dass hormonelle Einflüsse, insbesondere ein erhöhter Östrogenspiegel in der Schwangerschaft, eine Schlüsselrolle spielen könnten. Östrogene beeinflussen nachweislich die Genexpression und könnten das Leukämierisiko bei weiblichen Nachkommen steigern.
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Link: https://idw-online.de/de/news849138
Originalpublikation: Jiaye Liu, Elham Kharazmi, Qunfeng Liang, Yafei Chen, Jan Sundquist, Kristina Sundquist and Mahdi Fallah: Maternal weight during pregnancy and risk of childhood acutelymphoblastic leukemia in offspring.
Leukemia 2025, DOI: https://doi.org/10.1038/s41375-025-02517-6
Verlangsamt Vitamin D die Krankheitsaktivität der Multiplen Sklerose im Frühstadium?
Deutsche Gesellschaft für Neurologie e.V.
Cholecalciferol in einer Dosierung von 100.000 IU (internationale Einheiten) alle zwei Wochen zeigte beim klinisch isolierten Syndrom, der Erstmanifestation einer Multiplen Sklerose, einen Effekt, der mit dem einer krankheitsmodifizierenden Immuntherapie vergleichbar ist. Die Studie unterstreicht die Empfehlung, einen Vitamin-D-Mangel bei Menschen mit MS auszugleichen. Experten der DGN warnen jedoch davor, Vitamin D in hohen Dosierungen ohne ärztliche Überwachung einzunehmen.
Link: https://idw-online.de/de/news849088
Neuer Ansatz für eine T-Zell-Immuntherapie gegen bösartige Hirntumoren
Deutsches Krebsforschungszentrum
Forschende im Deutschen Krebsforschungszentrum (DKFZ) und an der Universitätsmedizin Mannheim (UMM) haben eine vielversprechende zelluläre Immuntherapie zur Behandlung von Glioblastomen entwickelt: Dazu statteten sie T-Zellen mit einem Rezeptor aus, der ein Protein der Hirntumoren erkennt, das für die gefährlichen Stammzelleigenschaften verantwortlich ist. Die gegen diese Zielstruktur gerichteten therapeutischen T-Zellen konnten in Laborversuchen und in Mäusen menschliche Hirntumoren gezielt vernichten.
Link: https://idw-online.de/de/news849057
Originalpublikation: Yu-Chan Chih, Amelie C. Dietsch, Philipp Koopmann, Xiujian Ma, Dennis A. Agardy, Binghao Zhao, Alice De Roia, Alexandros Kourtesakis, Michael Kilian, Christopher Krämer, Abigail K. Suwala, Miriam Stenzinger, Halvard Boenig, Agnieszka Blum, Victor Murcia Pienkowski, Kuralay Aman, Jonas P. Becker, Henrike Feldmann, Theresa Bunse, Richard Harbottle, Angelika B. Riemer, Hai-Kun Liu, Nima Etminan, Felix Sahm, Miriam Ratliff, Wolfgang Wick, Michael Platten, Edward W. Green & Lukas Bunse: Vaccine-induced T cell receptor T cell therapy targeting a glioblastoma stemness antigen.
Nature Communications 2025, DOI https://doi.org/10.1038/s41467-025-56547-w
Wie ein Entzündungsbotenstoff Alzheimer anfeuert
Charité – Universitätsmedizin Berlin
Gemeinsame Pressemitteilung der Charité und des Max Delbrück Center Das Immunsystem des Gehirns trägt über den Entzündungsbotenstoff IL-12 ursächlich dazu bei, dass sich Alzheimer verschlimmert. Den genauen Mechanismus beschreiben Forschende der Charité – Universitätsmedizin Berlin und des Max Delbrück Center jetzt in der Fachzeitschrift Nature Aging*.
Link: https://idw-online.de/de/news849090
Schneeberger S et al. Interleukin-12 signaling drives Alzheimer’s disease pathology through disrupting neuronal and oligodendrocyte homeostasis. Nature Aging Mar 13. https://doi.org/10.1038/s43587-025-00816-2
Proteine und Signalwege, die an Entzündungen beteiligt sind, stehen im Zusammenhang mit Veränderungen der Knochenmineraldichte im Laufe der Zeit
Eine Studie hat ergeben, dass Proteine und Signalwege, die an Entzündungen beteiligt sind, im Laufe der Zeit mit Veränderungen der Knochenmineraldichte (BMD) in Verbindung stehen. Die Studie könnte möglicherweise zur Identifizierung von Biomarkern führen, die als Frühindikatoren für das Risiko einer Person für Knochengesundheitsprobleme im späteren Leben dienen würden.
Die Knochenmineraldichte ist ein Maß für die Knochenstärke, das durch die Menge an Mineralien im Knochengewebe bestimmt wird. Sie erreicht ihren Höhepunkt im jungen Erwachsenenalter und nimmt im Laufe des Lebens langsam ab. Die Knochenmineraldichte dient als wichtiger Marker für die Knochengesundheit und wird häufig zur Vorhersage des Osteoporoserisikos und anderer Erkrankungen der Knochengesundheit verwendet.
„Proteine sind auch für die Bildung und Erhaltung von Knochen von wesentlicher Bedeutung, und in jüngster Zeit wurden in weiteren Studien einzelne Proteine identifiziert, die mit der Knochengesundheit in Zusammenhang stehen“, sagt Emily Beglarian, Hauptautorin und Doktorandin der Epidemiologie an der Fakultät für Bevölkerungs- und Gesundheitswissenschaften der Keck School of Medicine.
Journal Reference: Emily Beglarian, Jiawen Carmen Chen, Zhenjiang Li, Elizabeth Costello, Hongxu Wang, Hailey Hampson, Tanya L Alderete, Zhanghua Chen, Damaskini Valvi, Sarah Rock, Wu Chen, Nahid Rianon, Max T Aung, Frank D Gilliland, Michael I Goran, Rob McConnell, Sandrah P Eckel, Miryoung Lee, David V Conti, Jesse A Goodrich, Lida Chatzi. Proteins and pathways involved in inflammation are longitudinally associated with total body bone mineral density among primarily Hispanic overweight/obese adolescents and young adults. Journal of Bone and Mineral Research, 2025; 40 (3): 372 https://doi.org/10.1093/jbmr/zjaf002
Wie der molekulare „Kill Switch“ von Krebs reaktiviert werden kann
Forschende haben herausgefunden, dass Krebszellen „Gift-Exons“ – genetische Elemente, die als Ausschalter für die Proteinproduktion fungieren – in einem Schlüsselgen namens TRA2 unterdrücken und so das Tumorwachstum fördern. Durch die Verwendung von Antisense-Oligonukleotiden (ASOs) zur Wiederherstellung der Aktivität der Gift-Exons reaktivierte das Team diesen Kill Switch effektiv und bietet damit eine potenzielle neue Präzisionstherapie für aggressive, schwer zu behandelnde Krebsarten.
Das alternative RNA-Spleißen ist vergleichbar mit einem Filmschnitt, bei dem Szenen aus demselben Filmmaterial herausgeschnitten und neu angeordnet werden, um verschiedene Versionen eines Films zu erstellen. Durch die Auswahl der Szenen, die beibehalten und der Szenen, die weggelassen werden sollen, kann der Cutter ein Drama, eine Komödie oder sogar einen Thriller produzieren – und das alles aus demselben Rohmaterial. Auf ähnliche Weise spleißen Zellen RNA auf unterschiedliche Weise, um aus einem einzigen Gen eine Vielzahl von Proteinen herzustellen, und passen ihre Funktion je nach Bedarf an. Wenn jedoch Krebs das Skript umschreibt, geht dieser Prozess schief und fördert das Tumorwachstum und das Überleben.
In einer aktuellen Studie, über die in der Ausgabe vom 15. Februar von Nature Communications berichtet wurde, zeigen Wissenschaftler von The Jackson Laboratory (JAX) und UConn Health nicht nur, wie Krebs dieses streng regulierte Spleißen und Umordnen von RNA missbraucht, sondern stellen auch eine potenzielle therapeutische Strategie vor, die aggressive und schwer zu behandelnde Tumore verlangsamen oder sogar schrumpfen lassen könnte. Diese Entdeckung könnte die Behandlung aggressiver Krebsarten wie dreifach negativem Brustkrebs und bestimmten Hirntumoren, bei denen die derzeitigen Behandlungsmöglichkeiten begrenzt sind, revolutionieren.
Im Mittelpunkt dieser Arbeit, die von Olga Anczuków, außerordentliche Professorin am JAX und Co-Programmleiterin am vom NCI benannten JAX Cancer Center, geleitet wird, stehen winzige genetische Elemente, sogenannte „Gift-Exons“, die natürlichen „Ausschalter“ der Proteinproduktion. Wenn diese Exons in einer RNA-Nachricht enthalten sind, lösen sie deren Zerstörung aus, bevor ein Protein hergestellt werden kann, und verhindern so schädliche zelluläre Aktivitäten. In gesunden Zellen regulieren die Gift-Exons die Mengen der Schlüsselproteine und halten so die genetische Maschinerie in Schach. Bei Krebs versagt dieser Sicherheitsmechanismus jedoch häufig.
Anczuków und ihr Team, darunter Nathan Leclair, ein Doktorand der Medizin/Biomedizin an der UConn Health und dem Jackson Laboratory, der die Forschung leitete, und Mattia Brugiolo, ein wissenschaftlicher Mitarbeiter, der sein Fachwissen einbrachte, entdeckten, dass Krebszellen die Aktivität des Gift-Exons in einem kritischen Gen namens TRA2β unterdrücken. Dadurch steigt der TRA2β-Proteingehalt in den Krebszellen an, was zur Tumorproliferation führt.
Darüber hinaus fand das Team eine Korrelation zwischen den Werten der Gift-Exons und den Behandlungsergebnissen der Patienten. „Wir haben erstmals nachgewiesen, dass geringe Werte der Gift-Exon-Einbeziehung im TRA2β-Gen mit schlechten Behandlungsergebnissen bei vielen verschiedenen Krebsarten verbunden sind, insbesondere bei aggressiven und schwer zu behandelnden Krebsarten“, so Anczuków. Dazu gehören Brustkrebs, Hirntumore, Eierstockkrebs, Hautkrebs, Leukämie und Darmkrebs, erklärte Anczuków.
Anczuków, Leclair und Brugiolo versuchten dann herauszufinden, ob sie die Inklusion des Gift-Exons in das TRA2β-Gen erhöhen und den Kill Switch reaktivieren könnten. Sie fanden ihre Antwort in Antisense-Oligonukleotiden (ASOs) – synthetischen RNA-Fragmenten, die so konzipiert werden können, dass sie die Inklusion des Gift-Exons auf spezifische Weise erhöhen. Wenn ASOs in Krebszellen eingeführt werden, schalten sie den genetischen Schalter effektiv um und stellen die natürliche Fähigkeit des Körpers wieder her, überschüssige TRA2β-RNA abzubauen und das Fortschreiten des Tumors zu hemmen.
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Interessanterweise wuchsen die Tumore weiter, nachdem die Forscher die TRA2β-Proteine mithilfe der CRISPR-Geneditierung vollständig entfernt hatten. Dies deutet darauf hin, dass es möglicherweise effektiver ist, die RNA statt des Proteins ins Visier zu nehmen. „Das zeigt uns, dass die Gift-Exon-enthaltende RNA nicht nur TRA2β zum Schweigen bringt“, erklärte Anczuków. „Sie bindet wahrscheinlich auch andere RNA-bindende Proteine und schafft so eine noch toxischere Umgebung für Krebszellen.“
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Journal Reference: Nathan K. Leclair, Mattia Brugiolo, SungHee Park, Maeva Devoucoux, Laura Urbanski, Brittany L. Angarola, Marina Yurieva, Olga Anczuków. Antisense oligonucleotide-mediated TRA2β poison exon inclusion induces the expression of a lncRNA with anti-tumor effects. Nature Communications, 2025; 16 (1) https://doi.org/10.1038/s41467-025-56913-8
Neuer Hinweis auf die Ursachen neurodegenerativer Erkrankungen wie Alzheimer und ALS
Forscher haben einen neuen Hinweis entdeckt, der den entscheidenden zellulären Signalweg entschlüsseln könnte, der zu verheerenden neurodegenerativen Erkrankungen wie Alzheimer und amyotropher Lateralsklerose (ALS) führt.
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Dieser Durchbruch führte zu einer bemerkenswerten Entdeckung: Endothelzellen von drei verschiedenen neurodegenerativen Erkrankungen – Alzheimer-Krankheit (AK), amyotrophe Lateralsklerose (ALS) und frontotemporale Demenz (FTD) – wiesen grundlegende Ähnlichkeiten auf, die sie vom Endothel bei gesundem Altern unterschieden. Ein wichtiges Ergebnis war die Verarmung von TDP-43, einem RNA-bindenden Protein, das genetisch mit ALS-FTD verbunden ist und bei AK häufig gestört ist. Bisher konzentrierte sich die Forschung hauptsächlich auf Neuronen, aber diese Studie hebt eine bisher unerkannte Dysfunktion in Endothelzellen hervor.
„Man könnte Blutgefäße leicht als passive Leitungen betrachten, aber unsere Ergebnisse stellen diese Ansicht in Frage“, sagt Omar. “Bei mehreren neurodegenerativen Erkrankungen sehen wir auffallend ähnliche Gefäßveränderungen, was darauf hindeutet, dass das Gefäßsystem nicht nur ein Kollateralschaden ist – es beeinflusst aktiv das Fortschreiten der Krankheit. Das Erkennen dieser Gemeinsamkeiten öffnet die Tür zu neuen therapeutischen Möglichkeiten, die auf das Gefäßsystem selbst abzielen.“
Das Forschungsteam ist der Ansicht, dass diese neu identifizierte Untergruppe von Endothelzellen einen Weg aufzeigen könnte, um diese endotheliale Dysfunktion zu bekämpfen und Krankheiten abzuwehren. Außerdem könnten neue Biomarker aus dem Blut von Patienten mit dieser Krankheit entwickelt werden.
Journal Reference: Omar M. F. Omar, Amy L. Kimble, Ashok Cheemala, Jordan D. Tyburski, Swati Pandey, Qian Wu, Bo Reese, Evan R. Jellison, Bing Hao, Yunfeng Li, Riqiang Yan, Patrick A. Murphy. Endothelial TDP-43 depletion disrupts core blood–brain barrier pathways in neurodegeneration. Nature Neuroscience, 2025; https://doi.org/10.1038/s41593-025-01914-5
