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Dieses Jahr ist so einiges schiefgelaufen. Terror und Krieg überziehen den Globus, Helden und Heldinnen der Popkultur segneten das Zeitliche und der Planet leidet unter dem menschlichen Einfluss wie nie zuvor. Angesichts der politischen Entwicklungen dieses Jahres könnte man meinen, dass es auch um den wissenschaftlichen Fortschritt nicht besonders gut bestellt ist. Immerhin wird ein Mann demnächst US-Präsident, der einst sagte: “Dieser sauteure Klimawandel-Bullshit muss aufhören.” Doch die Welt richtet sich zum Glück nicht nach Donald Trumps Tweets, und in gewisser Weise floriert die Wissenschaft sogar. Entschlossene Forscherinnen und Forscher machen Krankheiten den Garaus, eine besetzte Marsmission könnte noch in diesem Jahrzehnt Wirklichkeit werden und eine neue Generation erfreut sich an wissenschaftlichen Sendungen auf Netflix. Hier sind einige der Fortschritte, die die Menschheit 2016 trotz allem gemacht hat.
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Forscher haben dem Ebola-Virus einen ordentlichen Schlag versetzt
Ein neuer Impfstoff, der letzte Woche vorgestellt wurde, bietet 100-prozentigen Schutz gegen das tödliche Ebola-Virus, das 2014 etwa 11.000 Menschen in Afrika das Leben kostete. Dies berichtet die New York Times. Viele Organisationen, darunter die Weltgesundheitsorganisation, das Gesundheitsministerium Guineas und das norwegische Institut für öffentliche Gesundheit haben zusammengearbeitet, um den Impfstoff zu entwickeln. In einer Studie, die in der medizinischen Fachzeitschrift The Lancet veröffentlicht wurde, erhielten 5.837 Personen die Impfung und waren 10 Tage später noch immer frei von Ebola. Um zukünftige Epidemien zu verhindern, hat man bereits einen Notvorrat von 300.000 Dosen angelegt.
Ein Teenager hat ein Werkzeug erfunden, um die Weltmeere zu säubern
Falls du noch nicht davon gehört hast: Der sogenannte “Great Pacific Garbage Patch” ist eine albtraumhafte, gigantische Ansammlung von Plastikteilchen im Nordpazifik. Fische futtern den Müll, weil sie ihn für Nahrung halten. Doch der 17-jährige Boyan Slat hat ein System entwickelt, das mit Hilfe schwimmender Barrieren und der natürlichen Meeresströmungen den Müll auffangen soll, damit Menschen ihn nur noch aus dem Wasser fischen müssen. Sein Projekt heißt The Ocean Cleanup. Der erste Prototyp wurde bereits dieses Jahr eingesetzt und inzwischen arbeiten die Forscher daran, bis 2020 eine richtige Meeressäuberung zu organisieren.
Ein Arzt hat mit Hilfe der “Drei-Eltern-Technik” einen tödlichen Gendefekt besiegt
Dieses Jahr suchte ein Ehepaar aus Jordanien den New Yorker Fruchtbarkeitsspezialisten John Zhang auf, nachdem es einen schrecklichen Schickssalsschlag erlitten hatte: Eine seltene neurologische Krankheit namens Leigh-Syndrom hatte ihre beiden Kinder getötet. Beim Leigh-Syndrom mutieren die Mitochondrien, Teile der Zellen. Zhang wusste von einer kontroversen Technik namens Zellkerntransfer, bei der ein gesunder Embryo aus dem Genmaterial der Eltern und der mitochondrialen DNA einer Spenderin entsteht. So kann es nicht länger zum Leigh-Syndrom kommen. Die Methode ist in den USA verboten, also reisten Zhang und das Ehepaar zur Behandlung nach Mexiko. Im April brachte die Frau einen gesunden Jungen zur Welt. Zhangs Erfolg hat indes die US-Regierung unter Druck gesetzt, die Methode zu legalisieren, die nun den Spitznamen “Drei-Eltern-Technik” trägt.
Eine Physikerin hat den Krebs ins Fadenkreuz genommen
Spectra, die Comic-Superheldin mit den Laserkräften, bekommt echte Konkurrenz: Hadiyah-Nicole Green, eine Dozentin an der Tuskegee University. Sie hat eine Technik entwickelt, bei der sie Patienten ein Mittel injiziert, das Krebszellen zum Leuchten bringt. Dann feuert sie einen Nanopartikel-Laser auf die leuchtenden Zellen. (OK, es ist eigentlich etwas komplizierter, aber grob gesagt läuft es so ab.) Green ist eine von weniger als 100 schwarzen Physikerinnen in den USA und hat dieses Jahr einen Forschungszuschuss über 1,1 Millionen Dollar erhalten, um ihre Technik weiterzuentwickeln. “Ich hoffe, dass diese Arbeit die Krebstherapie in den USA verändern kann”, sagte sie AL.com. “Es gibt viele Krebspatienten, die man nach drei bis sechs Monaten nach Hause schickt, ohne weitere Behandlungsmöglichkeiten und ohne Hoffnung. Das sind die Patienten, die ich versuchen will zu retten.”
Neue Medikamente erweisen sich als vielversprechend im Kampf gegen alte Krankheiten
Ein Forschungsteam des Pharma-Giganten Merck hat ein Mittel namens Verubecestat entwickelt, das möglicherweise eine der grausamsten und weitverbreitesten Krankheiten überhaupt besiegen könnte: Alzheimer. Bei Tests an Menschen und Tieren hat sich gezeigt, dass Verubecestat deutlich die Konzentration der Alzheimer auslösenden Beta-Amyloide reduziert, indem es ein Protein hemmt, das zur Entstehung der Amyloide nötig ist. Anders als bisherige Mittel ist Verubecestat nicht toxisch, weshalb es als einziges Mittel seiner Art in die letzte Testphase gelangt ist. Außerdem kann Merck noch mit anderen guten Neuigkeiten auftrumpfen: 40 Prozent der Patienten mit fortgeschrittenem Hautkrebs waren nach drei Jahren mit dem Immunotherapie-Mittel Pembrolizumab noch fit. Das hört sich vielleicht nicht nach viel an, aber es ist ein großer Fortschritt: “Bis 2011 hatten Patienten mit fortgeschrittenen Melanomen eine durchschnittliche Überlebenschance von weniger als einem Jahr”, sagte die Autorin der Studie, Caroline Robert, als sie ihre Forschungsarbeit in Paris vorstellte.
Das Potential des Genome Editing ist stark angewachsen
Bis vor Kurzem war das Bearbeiten von Genen in etwa so, als würde man versuchen, ohne Skalpell zu operieren. Wir hatten einfach nicht das Werkzeug, um es präzise zu machen. Dann führten die Forscher Feng Zhang, Jennifer Doudna und Emmanuelle Charpentier Experimente durch, bei denen sie ein revolutionäres Werkzeug entdeckten. Es heißt CRISPR und “schneidet” mit Hilfe eines Proteins aus der Bakterie Streptococcus einzelne Gene wie eine Schere heraus. Die Anwendungsmöglichkeiten sind so gut wie unbegrenzt: Forscher haben die Technologie bereits eingesetzt, um das HI-Virus in der Blutbahn eines Patienten zu deaktivieren, und haben eine neue Mosquito-Art erschaffen, die keine Malaria verbreiten kann. Die Forscher sind verständlicherweise ganz aus dem Häuschen. “Für mich als Biologe ist das wie ein wahr gewordener Traum”, sagt Craig Mello, ein Forscher und früherer Nobelpreisgewinner, dem Alumni-Magazin der University of California, Berkeley. “Damit überwinden wir einen richtigen Flaschenhals. Das ermöglicht es uns, fast beliebig Gene zu verändern.” CRISPR ist zwar nicht ganz neu, und die Forscher sind inzwischen in einen Patentstreit verwickelt, doch die Technologie hat 2016 einen riesigen Fortschritt gemacht: Die Sichuan-Universität in China hat die erste klinische Studie an einem Menschen durchgeführt. Ein Patient mit aggressivem Lungenkrebs erhielt Injektionen mit modifizierten Zellen. Im Juni genehmigte die US-Regierung die erste klinische Studie zum Einsatz der CRISPR-Technologie als unterstützende Krebstherapie.
Menschen haben gelernt, Kohlenstoffdioxid in Treibstoff zu verwandeln
Angeführt von dem Chemiker Adam Rondinone hat ein Forscherteam des Oak Ridge National Laboratory im US-Staat Tennessee eine Methode gefunden, Kohlenstoffdioxid in Ethanol zu verwandeln. Rondinone testete eine chemische Reaktion, zu der Nanotechnologie und Elektrizität gehörten, als er entdeckte, dass der natürliche Verbrennungsprozess auch umgekehrt werden kann. “Wir setzten gewöhnliche Materialien ein, aber arrangierten sie mit Nanotechnologie, und so fanden wir heraus, wie wir die Nebenreaktionen eingrenzen können und nur noch das kriegen, was wir auch wollen”, schrieb Rondinone in einer Pressemitteilung. Wenn diese Entdeckung auf industrieller Ebene eingesetzt wird, könnte das zu einer erheblichen Reduktion des CO2-Anteils in der Atmosphäre führen. Die Entdeckung weckt große Hoffnungen für unsere Welt. Bei dem Prozess kommen günstige Materialien zum Einsatz (der Katalysator besteht aus Karbon, Kupfer, Stickstoff und ein bisschen Strom). Der Prozess findet bei Zimmertemperatur unter Wasser statt. Das bedeutet, dass er (vermutlich) auf alle möglichen Energieanwendungen angepasst werden kann. Und was machen wir mit dem ganzen Ethanol? Wie Rondinone der Zeitschrift Popular Mechanics sagte: “Das hier ließe sich nutzen, um überschüssige Elektrizität aufzusaugen und sie dann in Ethanolform als Treibstoff woanders hinzubringen.”
Es gibt Fortschritte bei der Heilung von Lähmungen
Mehrere neue Studien zeigen, dass wir uns langsam einer effektiveren Methode nähern, Menschen mit schweren Wirbelsäulenschäden zumindest eine gewisse Mobilität wiederzugeben. Es gibt eine Erfindung namens Neuro-Spinal Scaffold, die “wie ein Spalier fungiert, an dem neue Zellen hängen und wachsen können”. Forscher des Rush Medical Center in Chicago und der University of Southern California haben gelähmten Menschen vor Kurzem 10 Millionen menschliche embryonische Stammzellen ins Rückenmark injiziert. Die Reaktionen der Patienten: Das Empfinden und die Beweglichkeit in den Armen und Händen nahm zu. In einer kürzlich durchgeführten Tierstudie hat außerdem ein internationales Team von Neurowissenschaftlern bewiesen, dass es möglich ist, elektrische Impulse durch die durchtrennte Wirbelsäule eines Affen zu schicken, sodass Gehirn und Beine wieder miteinander verbunden sind. Der Schlüssel dazu ist ein Wireless-Gerät, das die natürliche Verständigung zwischen dem Hirn und den Muskeln imitiert und das anhand zweier kleiner Implantate funktioniert: eines im Gehirn und eines in einer unbeschädigten Wirbelregion. Aktuell kann das Gerät Befehle nur in eine Richtung senden, also werden die Empfindungen dem Gehirn nicht zurückgemeldet. Wir wissen demnach nicht, wie viel Gewicht die Beine der so “Geheilten” tragen können, aber das Team hofft, sich diesen Fragen zu widmen und das Gerät innerhalb eines Jahrzehnts für den menschlichen Gebrauch zu entwickeln.
Eine junge Wissenschaftlerin bietet multiresistenten Erregern die Stirn
Der Aufstieg der sogenannten “Superkeime” (wie zum Beispiel plötzlich unheilbare Gonorrhö) ist eines dieser modernen Horror-Probleme, über die die meisten Menschen am liebsten gar nicht nachdenken wollen. Nicht so Shu Lam, eine 25-jährige Polymerchemikerin und Mikrobiologie-Doktorandin an der Melbourne University. Sie entschied sich, es den bakteriellen Welteroberern zu zeigen, und entwickelte ein sternförmiges Polymer, das die unerwünschten Zellen das Fürchten lehrt. “Wir haben entdeckt, dass [die Polymere] Bakterien tatsächlich angreifen und auf mehrere Arten töten”, sagte Lam gegenüber dem Telegraph. “Eine Methode sieht so aus, dass sie die Zellwand der Bakterie physisch stören oder aufbrechen. Das verursacht der Bakterie sehr viel Stress und sie beginnt, sich selbst zu töten.” Die Technik ist vielversprechend, wurde bisher aber nur an Mäusen getestet; bis es Versuche an Menschen gibt, könnte es noch eine ganze Weile dauern.
Blinde Tiere haben wieder sehen gelernt
In einer weiteren Studie aus Melbourne hat ein Forscherteam Fortschritte bei der Heilung der Blindheit gemacht. Aktuell brauchen Menschen, die ihr Augenlicht verlieren, oft eine Hornhauttransplantation, was allein schon wegen der wenigen Organspender eine Herausforderung ist. Außerdem handelt es sich um einen schwierigen Eingriff, der nicht immer erfolgreich verläuft. Forscher unter der Leitung des Melbourner Postdoktoranden Berkay Ozcelik versuchen nun, das Spender-Problem zu umgehen, indem sie Hornhautzellen in einem Film züchten, der an Frischhaltefolie erinnert. Als die Forscher die Zellen blinden Tieren in die Augen transplantierten, erlangten diese ihre volle Sehkraft zurück. Versuche an menschlichen Patienten finden bald statt, wobei die Forscher eventuell die eigenen Zellen der Patienten einsetzen wollen, um das Risiko auszuräumen, dass der Körper das Material abstößt.
Ein Medikament hat ein paar armen, alten Hunden ein längeres Leben geschenkt
Ein Medikament, das für krebskranke Menschen gedacht ist, hat ein zweites Anwendungsgebiet bekommen. An der University of Washington gab der Professor für geriatrische Medizin Arlan Richardson alten Hunden zehn Wochen lang Rapamycin und sah zu, wie sie aktiver wurden und mit Hunden herumtollten, die nur ein Drittel so alt waren wie sie. Zu diesem Zeitpunkt war bereits erwiesen, dass das Mittel die Lebensdauer von Mäusen um bis zu 60 Prozent verlängern kann. Der Haken: Fast identische Mittel werden heute schon Krebspatienten und Organempfängern verabreicht und verursachen schreckliche Nebenwirkungen, darunter Krebs, Diabetes und Infektionen. Allerdings sind optimistische Forscher der Meinung, diese Nebenwirkungen seien kein direktes Ergebnis von Rapamycin, sondern Ergebnis einer Wechselwirkung zwischen dem Mittel und anderen Medikamenten, sowie des ohnehin sehr angeschlagenen Zustands der Patienten. Bisher gibt es kaum Untersuchungen der Anti-Aging-Wirkung auf Menschen, doch die Ergebnisse waren soweit vielversprechend. Aber sag das bitte nicht Trumps Berater Peter Thiel weiter, OK?
