Innovations-Allianz gestartet

Zum Präsidenten im ersten Jahr wählten die 12 Gründungsmitglieder aus Universitäten und außeruniversitären Forschungseinrichtungen den Bonner Stammzellforscher Oliver Brüstle. Die Geschäftsstelle des German Stem Cell Network (GSCN) mit Koordinator Daniel Besser ist am Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin (MDC) in Berlin-Buch angesiedelt.

„Wir wollen das Deutsche Stammzellnetzwerk international und interdisziplinär vernetzen sowie strategische Fachgruppen aufbauen, die sich mit wissenschafts- und gesellschaftspolitisch relevanten Themen befassen“, betonte Brüstle. Außerdem soll das Netzwerk Forscher bei der Umsetzung von Projekten unterstützen, bei denen wissenschaftliche Ergebnisse in die Anwendung beim Patienten überführt werden sollen. „Wir werden eine strategische Fachgruppe zum Problem der ungeprüften Therapien einrichten, sie wird sichtbar Stellung zu unlauteren Eingriffen und Fehlentwicklungen beziehen“, so der Bonner Forscher weiter. Wichtige Aufgabe neben der Information von Forschern und der Öffentlichkeit werde es außerdem sein, Förderprogramme auf Bundesebene vorzustrukturieren. Ein besonderer Schwerpunkt liege auf der Nachwuchsförderung.

Das Deutsche Stammzellnetzwerk erhält vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) eine Anschubfinanzierung für die Vernetzung, die im ersten Jahr bei etwas mehr als 300.000 Euro liegt. In den drei Jahren danach sei – nach einer Evaluierung –   eine Co-Finanzierung von 70 Prozent dieser Summe in Aussicht gestellt worden. „Den Rest versuchen wir künftig durch eine Mischfinanzierung, etwa aus Mitgliedsbeiträgen oder Partnerschaften mit der Industrie, aufzubringen“, sagte Besser. Die erste Jahreskonferenz des Deutschen Stammzellnetzwerkes ist vom 11. bis 13. November 2013 in Berlin  geplant. Sie soll insbesondere jungen Talenten aus der Stammzellforschung ein Forum bieten.

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Nachgewiesen wurde das neue Hormon Betatrophin von Harvard-Professor Doug Melton und seinem Post-Doc Peng Yi. Melton ist zugleich der leitende Wissenschaftler der Curebeta-Kooperation, einer strategischen Allianz zwischen der Harvard University, Evotec und Janssen Pharmaceuticals im Bereich der Betazellregeneration. Ihre Ergebnisse stellten die US-Forscher nun im Fachmagazin Cell vor. Demnach wird die Substanz vor allem in der Leber und im Fettgewebe synthetisiert. In einem Diabetes-Mausmodell zeigten die Forscher um Melton, dass eine erhöhte Expression von Betatrophin zu einer Zunahme der Zahl und Masse der insulinproduzierenden Zellen in der Bauchspeicheldrüse führt. Die sogenannten Betazellen vermitteln dann wiederum eine höhere Zuckertoleranz.

„Die Regeneration der Betazellmasse und -funktion ist ein äußerst vielversprechender Ansatz, um das Fortschreiten der Erkrankung bei Diabetes-Patienten zu verhindern und möglicherweise sogar rückgängig zu machen“, so Cord Dohrmann, Chief Scientific Officer von Evotec. Die aktuelle Publikation beschreibt eine bisher unterschätzte Möglichkeit, die Proliferation von insulinproduzierenden Betazellen mittels pharmakologischer Substanzen zu stimulieren. Möglicherweise ließe sich durch die Behandlung mit Betatrophin die Zahl der Insulin-Injektionen verringern, berichteten die US-Wissenschaftler in ihrer Publikation.

Die Curebeta-Initiative wurde Anfang 2011 von Evotec, der Harvard University und dem Howard Hughes Medical Institute mit dem Ziel ins Leben gerufen, einen umfangreichen und systematischen Ansatz zur Identifikation und Entwicklung physiologischer Mechanismen und Targets, die die Betazellreplikation regulieren, zu verfolgen. Im Rahmen der Kooperation hat Evotec alle kommerziellen Rechte, die im Zusammenhang mit den nun vorliegenden Ergebnissen stehen, bereits im März 2011 zunächst selbst einlizenziert und im Juli 2012 an Janssen Pharmaceuticals sublizenziert.

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Der menschliche Körper besteht aus mehr als 250 Zelltypen. Doch wie genau entsteht diese Vielfalt? Forscher der Universität Luxembourg, der Tampere University of Technology in Finnland und des Seattle Institute for Systems Biology in den USA haben sich für die Beantwortung dieser Frage nicht auf Gestalt oder Funktion der Zellen konzentriert, sondern einen genetischen Ansatz gewählt. Genauer: Sie studierten die Expression von 2.602 Genen – darunter solche, die die Pluripotenz von Zellen oder die Ausdifferenzierung von Blut- oder Nervenzellen regulieren. Für diesen Weg nutzte das Team bereits erhobene Daten anderer Forscher. Insgesamt konnten Merja Heinäniemi und Ilya Shmulevich so Informationen über die Genexpression von 166 Zelltypen zusammentragen. Damit ist die fertige Verwandtschaftsanalyse gleichzeitig der größte jemals erstellte Stammbaum menschlicher Zellen, schreiben die Wissenschaftler. Wer mit wem verwandt ist, kann in der Ausgabe des Fachblatts Nature Methods vom 21. April nachgelesen werden. In der dort veröffentlichten Studie erläutert das internationale Forscherteam auch den Mehrwert ihres Stammbaums für den Klinikalltag. Bei Verletzungen wie zum Beispiel Verbrennungen oder bei bestimmten degenerativen Krankheiten wie Parkinson gehen Zellen unwiederbringlich verloren. „Idealerweise würde man diese wieder durch gesunde Zellen austauschen, um so den Patienten zu helfen“, so Heinäniemi. Solche Zellersatztherapien sind bereits in der Erprobung. Der Stammbaum könnte in Zukunft bei der Auswahl der geeigneten Zelltypen für eine solche Therapie helfen. Ein nah verwandter Zelltyp könnte unkomplizierter in die gewünschten Zellen umgewandelt werden als ein entfernt verwandter.

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Das neu entdeckte Protein gehört zur Gruppe der sogenannten Peroxisome proliferator-activated receptors (PPAR). Diese Proteine spielen eigentlich eine wichtige Rolle bei der Steuerung des Fett- und Glukose-Stoffwechsels, regeln aber auch das Gleichgewicht zwischen jenen Körperzellen, die Knochensubstanz aufbauen (Osteoblasten), und denen, die Knochen abbauen (Osteoklasten). Wie das Forscherteam um Gerhard Krönke von der Abteilung für Innere Medizin der Universität Erlangen-Nürnberg herausfand, fällt dem Protein PPARβ/δ dabei eine bisher unbekannte Schlüsselfunktion zu. Wird dieses Protein aktiviert, so verstärkt es den Knochenaufbau, indem es die Wnt- und β-Catenin-abhängigen Signalwege aktiviert. Den entsprechenden Mechanismus beschrieben die Forscher in Nature Medicine.

In ersten Versuchen mit einem Tiermodell für Osteoporose, die nach der Menopause einsetzt, konnte bereits gezeigt werden, dass die medikamentöse Aktivierung des Proteins PPARβ/δ zu einer Linderung der Symptome führte. Die Tiere zeigten wieder ein normales Verhältnis zwischen Knochenauf- und -abbau und eine normalisierte Knochendichte. Die Erlanger Forscher hoffen, dass sich auf Basis dieser Erkenntnisse neue Arzneien zur Behandlung von Osteoporose und ähnlichen Krankheiten ergeben. Für die Therapie der postmenopausalen Osteoporose werden heute vor allem Bisphosphonate oder selektive Östrogenrezeptormodulatoren eingesetzt, die die Knochenresorption hemmen. Daneben kommen auch Hormonersatztherapien mit Parathormon oder, seltener, Östrogenen zum Einsatz. Sie stehen jedoch wegen den damit verbundenen Nebenwirkungen – wie etwa eine erhöhtes Thrombose- und Herzinfarktrisiko – in der Kritik.

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Mit Sorge beobachten Infektionsforscher, wie sich das neuartige Virus HCoV-EMC (humanes Coronavirus-Erasmus Medical Center) derzeit ausbreitet und entwickelt. Das mit dem SARS-Erreger verwandte Corona-Virus hat im vergangenen Jahr auf der arabischen Halbinsel 14 Menschen infiziert, acht starben an den Folgen der Infektion, die insbesondere die Atemwege angreift. Nun haben Forscher geklärt, wie der Erreger in den Körper gelangt. Sie berichten in Nature über ihre Erkenntnisse. 

Virologen um Christian Drosten von der Universität Bonn identifizierten zusammen mit Forschern aus der Schweiz, den Niederlanden und Saudi-Arabien einen Rezeptor, der bei der Infektion entscheidend ist: Die Dipeptyl-Peptidase 4 (DPP4) ist ein Protein, das vielfältige Stoffwechselfunktionen erfüllt und in verschiedenen Organen vorkommt. Durch Anheften an den DPP4-Rezeptor kann das Virus in die Zelle eindringen und sie umprogrammieren, um die Bildung neuer Viren auszulösen. Der Rezeptor fungiert dabei als Schlüsselstation auf dem Weg in die Zelle. Diesen Infektionsweg haben die Wissenschaftler entschlüsselt, indem sie den DPP4-Rezeptor mit einem anderen Protein blockierten. Die Zelle blieb daraufhin für HCoV-EMC verschlossen. Umgekehrt sind experimentell mit dem DPP4 versehene Zellen für das Virus zugänglich.  Virologen aus Göttingen  berichten im Journal of Virology, wie das Oberflächenprotein („Spike“) des Virus für das Andocken an DPP4 aktiviert wird. Dazu haben die Forscher um Stefan Pöhlmann zwei Proteasen aus der Wirtszelle identifiziert, sie stellen mögliche Angriffspunkte für Gegenmittel dar. 

Diese Erkenntnisse sind hilfreich für die Entwicklung von antiviralen Medikamenten und für weiterführende Forschung zur Übertragung des Virus von Tieren auf Menschen. Ferner fanden die Virologen heraus, dass überwiegend Zellen befallen werden, die keine Flimmerhärchen tragen. Da diese in den Atemwegen rar sind, sei das Virus vermutlich auch weniger infektiös als andere Lungenviren, so Drosten. Über die Verbreitung des Virus kann man ohne die entsprechenden Daten noch nicht viel aussagen. „Es ist zu befürchten, dass es sich auch nach Europa ausbreitet“, so der Bonner Virologe.

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Unter Federführung der Universität Bremen wurde erstmals deutschlandweit ermittelt, wie viele biologische Reststoffe aus der Nahrungsmittelindustrie als Rohstoff für weitere technische Anwendungen genutzt werden können. Überraschendes Ergebnis der nun veröffentlichten Untersuchung: „Die in der Studie ermittelte umsteuerbare Kapazität an biogenen Reststoffen für höherwertige Verwertungswege liegt bundesweit bei rund 500.000 Tonnen Trockensubstanz pro Jahr“, so die FNR.

Das scheint im Vergleich zu den anfallenden Mengen relativ wenig zu sein. Das Team um Bernd Mahro vom Institut für Umwelt- und Biotechnik der Hochschule Bremen hat ermittelt, dass sich das jährliche Reststoff-Aufkommen in der deutschen Lebensmittel- und Biotechnik-Industrie zwischen 13 und 14 Mio. Tonnen (TS/a) Trockensubstanz bewegt. Vor allem bei der Herstellung von Pflanzenölen (6,1 Mio. Tonnen TS/a), der Produktion von Zucker und sonstigen Nahrungsmitteln (3,3 Mio. Tonnen TS/a) und der Getreideverarbeitung (1,7 Mio. Tonnen TS/a) gibt es größere Abfallmengen. Das Problem: Gerade die in diesen Branchen anfallenden Reststoffe sind aufgrund ihres hohen Nährstoffgehalts auch andernorts begehrt, insbesondere in der Futtermittelindustrie. „Für alle möglichen Umnutzungen muss jedoch beachtet werden, ob und in welchem Maße Umsteuerungen möglicherweise an anderer Stelle zu Problemen führen“, mahnen nun die Verantwortlichen der FNR. Wie sich die vorhandenen biogenen Rohstoffe optimal nutzen lassen, wird unter Experten heiß diskutiert. Erst im vergangenen Sommer verlangte die Nationale Wissenschaftsakademie Leopoldina beim Ausbau alternativer Energiekonzepte stärker auf Wind- und Sonnenenergie und weniger auf Biomasse zu setzen. Die Studie „Möglichkeiten und Grenzen der Bioenergie“ wurde von Verbänden wie dem Bundesverband der Pflanzenzüchter oder dem Biogasrat mit teils harschen Worten kritisiert.

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Im Projekt Combacte (Combatting Bacterial Resistance in Europe) suchen die Partner nach neuen Wegen, das Problem antibiotikaresistenter Keime in den Griff zu bekommen. Allein in der EU führen Infektionen mit solchen schwer behandelbaren Mikroben zum Tod von jährlich bis zu 25.000 Patienten und zu einem volkswirtschaftlichen Schaden von 1,5 Mrd. Euro. Im Rahmen von Combacte wollen Industrie und Akademie enger als bisher zusammenarbeiten. Herzstück des 194,6 Mio. Euro umfassenden Projektes ist ein Europäisches Netzwerk für klinische Studien, das die Rekrutierung von Patienten und die Durchführung multizentrischer Versuche vereinfachen soll. Ein europäischer Laborverbund soll für eine standardisierte Auswertung epidemiologischer Daten sorgen. An Combacte sind unter anderem das Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung und die Universitätskliniken in Freiburg und Köln beteiligt, ebenso das Kantonsspital CHUV in Lausanne und die Universität Genf in der Schweiz.

Das zweite als Teil des „New Drugs for Bad Bugs“-Rahmenprogramms gestartete Projekt ist Translocation (Molecular basis of the bacterial cell wall permeability). Ziel ist es, neue Wege zu finden, wie sich die Antibiotikaaufnahme in die Keime erleichtern oder der Rücktransport aus der Zelle heraus unterbinden lässt. Für entsprechende Forschungsarbeiten – hauptsächlich an gramnegativen Bakterien stehen insgesamt 29,3 Mio. Euro zur Verfügung. Neben Basilea Pharmaceutica (Basel) sind auch fünf deutsche Unternehmen an dem Projekt beteiligt: European Screening Port (Hamburg), Ionovation (Osnabrück), Nanion Technologies (München), Nanospot (Münster) sowie Bruker Daltonik (Bremen). Akademische Mitglieder sind unter anderem die Jacobs Universität (Bremen), die Universität Frankfurt/Main, das Universitätsklinikum Freiburg und die Universität Genf.

Die Innovative Medicines Initiative (IMI) ist ein Public-Private-Partnership der Europäischen Kommission und der EFPIA und Teil des 7. Forschungsrahmenprogramms. Die Initiative soll die Wettbewerbsfähigkeit der pharmazeutischen Forschung in Europa steigern.

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Gibt das Bundesamt für Umwelt (BAFU) seine Einwilligung, so kann die Universität mit der ersten Aussaat im Frühling 2014 beginnen. Zwei Jahre später sollen erste Versuchsergebnisse präsentiert werden. Die Forscher um Beat Keller von der Universität Zürich wollen damit ihre im Rahmen des Nationalen Forschungsprogrammms „Nutzen und Risiken der Freisetzung gentechnisch veränderter Pflanzen“ (NFP 59) begonnenen Experimente fortführen. Unter anderem sollen Weizenlinien untersucht werden, denen durch Gentechnik eine erhöhte Resistenz gegen die Pilzkrankheit Mehltau verliehen wurde. Einige der Zuchtlinien wurden neu geschaffen und bisher nur im Labor charakterisiert, andere aus bereits im Freiland untersuchten gv-Weizenlinien gekreuzt.

„In Feldversuchen mit gentechnisch veränderten Pflanzen (GVP) gehen Forschende einerseits der Frage nach, wie sich diese Pflanzen in der Umwelt verhalten. Andererseits sollen neue GVP für die Landwirtschaft hinsichtlich Nutzen und Risiken untersucht werden", erklärt Michael Winzeler, Leiter des Forschungsbereichs Biodiversität und Umweltmanagement von Agroscope. Um die Verbreitung der Versuchspflanzen und auch die Zerstörung der Versuche durch Aktivisten zu verhindern, wird ein geschützter Versuchsstandort eingerichtet: Umzäunung, permanente Überwachung des Versuchsfeldes sowie Alarmsystem inklusive.

Die Umwelt-Organisation Greenpeace hat bereits Widerstand angekündigt. Die Auswirkungen von Produkten mit gentechnisch veränderten Pflanzen auf die Gesundheit von Mensch und Tier seien nach wie vor nicht geklärt. Der Anbau entsprechender Gewächse sei Teil einer industriellen Landwirtschaft, die nicht zukunftstauglich ist, ließ die Organisation in einer Pressemitteilung verlauten. Greenpeace-Landwirtschaftsexpertin Marianne Künzle sagte, man werde das Dossier zum geplanten Versuch genau studieren und weitere Maßnahmen prüfen.

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Die Verantwortlichen des Human Brain Project (HBP) haben es geschafft. Ihr Projekt wird Teil des EU-Förderprogramms „Future and Emerging Technologies Flagship“ (FET Flagship). Am 28. Januar stellte EU-Vizepräsidentin Neeli Kroes die Gewinner der bisher größten Förder-Ausschreibung in Brüssel vor. Neben dem HBP hat sich auch ein Projekt zur Erforschung der Kohlenstoffstruktur Graphen in einem mehrjährigen Begutachtungsprozess gegen 19 konkurrierende Projekte durchgesetzt.

Das HBP wird vom südafrikanischen Neurowissenschaftler Henry Markram geleitet, der an der Eidgenössischen Polytechnischen Hochschule in Lausanne (EPFL) arbeitet. Die Hirnsimulation im Supercomputer soll neue Ansätze gegen neurologische Erkrankungen liefern, sagte Kroes. Dass die EU ausgerechnet ein Projekt im Nicht-EU-Land Schweiz fördere, sehe sie nicht problematisch, so die Forschungskommissarin. Aus Deutschland sind unter anderem die Universiäten Aachen, Düsseldorf, Heidelberg sowie München und das Forschungszentrum Jülich an den Arbeiten des Konsortiums beteiligt. Weitere der rund 80 Partnerorganisationen stammen aus Nordamerika, China und Japan.

Markram leitet das als HBP-Vorläufer geltende Blue Brain Project, in dem das Gehirn einer Ratte simuliert wird.  Kritiker werfen dem Hirnforscher vor, sein Projekt böte zu wenig Substanz und beinhalte zu viel PR. Der Züricher ETH-Forscher Richard Hahnloser nannte es "ungeheuerlich", dass für ein Projekt mit derart ungewissem Ausgang Hunderte Millionen Euro ausgegeben werden sollen. Das Team um Markram hingegen betont dagegen, das Vorhaben sei zwar visionär aber durchführbar: So gelang es bereits 2007, eine einzelne neokortikale Säule mit 10.000 Neuronen, auf zellulärer Ebene zu simulieren. Die Säule gilt als einer der Grundbausteine des Gehirns, weil sie konkrete Sinnesreize in abstraktere Muster umsetzt, die dann von anderen Hirnarealen weiterverarbeitet werden.

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Mit dem Ziel, die internationale Vernetzung von akademischen und gemeinnützigen Wirkstoffentwicklern zu stärken, haben sich insgesamt sechs translationale Zentren zur  „Global Alliance of Leading Drug Discovery and Development Centres“ zusammengeschlossen. Gemeinsam mit den neuen Partnern will das LDC die Geschwindigkeit erhöhen, mit der Ergebnisse aus der akademischen Forschung zu neuen Therapien und Medikamenten umgesetzt werden.

Neben der Zusammenarbeit bei einzelnen Projekten steht auch die Einführung von best practices und die Standardisierung von Methoden auf dem Plan. Zudem soll die Leistungsfähigkeit der einzelnen Allianz-Mitglieder verglichen werden. Bisher haben die Zentren für translationale Forschung weltweit eher isoliert voneinander gearbeitet, betont Karimah Es Sabar, der Chef des kanadischen Centre for Drug Research and Development (CDRD). Die Zusammenarbeit solle diese Institutionen nun zusammenführen und stärken. Mit vereinten Kräften und durch die sich ergänzende Expertise und Infrastruktur könne die Lücke zwischen Grundlagenforschung und Industrie zum Wohle der Patienten weiter geschlossen werden, hofft Bert Klebl, der Leiter des LDC.

Die Gründungsmitglieder der Allianz sind:
Lead Discovery Center (LDC), Deutschland
The Centre for Drug Research and Development (CDRD), Kanada
The Scripps Research Institute (TSRI), Scripps Florida, USA
The Centre for Drug Design and Discovery (CD3), KU Leuven, Belgien
Medical Research Council Technology (MRT Technology), Großbritannien
Cancer Research Technology (CRT), Großbritannien

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