Krebsimpfung, Biokraftstoff, Corona-Detektor: Drei Innovationen machen Hoffnung

• Innovative Erfindungen und interessante Forschungsergebnisse gehen zwischen den Schreckensmeldungen oft unter.
• Drei aktuelle Beispiele aus Wissenschaft und Forschung könnten schon bald das Leben bereichern.
• Konkret geht es unter anderem um Bakterien, mit denen Biokraftstoff erzeugt werden kann und um eine mRNA-Krebsimpfung.

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Vielversprechende Studien und innovative Erfindungen werfen häufig nur in Fachmagazinen publiziert und in Fachkreisen besprochen – und finden wenig Beachtung in den Medien. So scheint es, als gäbe es nur Negatives zu berichten. Ein guter Grund, erneut drei spannende Entwicklungen für ein besseres Leben genauer unter die Lupe zu nehmen.

Bakterien erzeugen Biokraftstoff für Raketen

Biokraftstoffe für Fahrzeuge werden aus Biomasse hergestellt. Während Biokraftstoffe der ersten Generation – Bioethanol und Biodiesel – aus Stärke und Zucker beziehungsweise aus pflanzlichem Öl hergestellt werden, befinden sich Biokraftstoffe der zweiten Generation, beispielsweise Cellulose-Ethanol, noch in der Entwicklungsphase. Diese werden aus Pflanzenmaterial wie Ernteabfällen gewonnen.

Erste Alternativen zu fossilen Brennstoffen ergänzen also schon länger den Markt. In einigen Bereichen wie Luft- und Raumfahrt ist aus Erdöl gewonnener Kraftstoff aber noch gänzlich alternativlos. Doch wie lange noch? Einem Forscher-Team der Lawrence Berkeley National Laboratory (LBNL) ist es gelungen, einen biologischen E-Fuel für die Raumfahrt zu entwickeln – aus genoptimierten Bakterien und Enzymen.

Das Ziel der Forscher lag nicht darin, einen bereits existierenden Kraftstoff biologisch nachzuahmen. Vielmehr trieb sie die Suche nach neuen chemischen Verbindungen mit besseren Eigenschaften an. Die gentechnisch veränderten Bakterien können kombiniert mit Enzymen bestimmte Moleküle erzeugen, die die Grundlage für besonders energiereiche Biokraftstoffe liefern.

Mit rund 50 Megajoule pro Liter liegt die Energiedichte des neuartigen Biokraftstoffs namens Fuelimycin deutlich über der Energiedichte von gängigen Raketen- und Flugzeugtreibstoffen. Die Forscher hoffen, dass mit ihrer biobasierten Methode zukünftig Treibstoff in grossen Mengen produziert werden kann, der für verschiedene Anwendungen geeignet ist und fossile Brennstoffe im grossen Rahmen ersetzt.

Fruchtbarkeits-Tracker erkennt Corona-Infektion bevor Symptome auftreten

Einen Corona-Test führt man meist durch, wenn man Kontakt mit einer mit dem infizierten Person hatte oder Symptome aufgetreten sind. Bis eine Infektion mittels Antigen- oder ein PCR-Test nachgewiesen ist und eine häusliche Isolation angeordnet wird, kommt es in der Regel zu zahlreichen Sozialkontakten. Ein etwas zweckentfremdetes Tool könnte als Frühwarnsystem eingesetzt werden.

Wissenschaftler der Liechtensteiner Laborgruppe LMZ Dr. Risch haben im Rahmen einer Studie herausgefunden, dass ein Fruchtbarkeits-Tracker bereits vor dem Auftreten von Symptomen eine Infektion mit dem Coronavirus detektieren kann. Dabei handelt es sich um ein Armband, das die Fertilität einer Frau anhand von zyklusrelevanten Daten berechnet.

An der Studie nahmen zwischen März 2020 und April 2021 1.163 Menschen teil. In diesem Zeitraum infizierten sich 10,9 Prozent der Probanden mit dem Coronavirus. Bei 71 Prozent der Teilnehmenden konnte eine Infektion mit dem Coronavirus zwei Tage vor dem Auftreten der ersten Symptome entdeckt werden.

Dafür wurden bestimmte physiologische Werte mit dem Fruchtbarkeits-Tracker des Start-ups Ava gemessen: Atemfrequenz, Herzfrequenz, Variabilität der Herzfrequenz, Temperatur sowie die Durchblutung. Mit den Daten der Probanden konnten die Forscher vier Phasen der Infektion erkennen:

• Inkubation: die drei bis zehn Tage vor Auftreten von Symptomen
• die präsymptomatische Phase: bis zu zwei Tage vor Symptombeginn
• die symptomatische Phase
• die Genesungsphase

Im Vergleich mit den Ausgangswerten konnten in den vier Phasen der Infektion deutliche Veränderungen festgestellt werden. Fruchtbarkeits-Tracker könnten also eine interessante Option zur Eindämmung der Pandemie darstellen.

Krebsimpfung mit mRNA-basiertem Impfstoff

Erst durch die Coronapandemie wurden mRNA-basierte Impfstoffe auch ausserhalb von wissenschaftlichen und medizinischen Fachkreisen viel diskutiert. Erforscht werden verschiedene mRNA-basierte Therapien jedoch bereits seit vielen Jahren. Biontech, vielen durch den ersten mRNA-Impfstoff gegen das Coronavirus bekannt, testet auch therapeutische mRNA-Impfungen gegen lebensbedrohliche Krankheiten wie Darmkrebs.

• Auch in der Krebstherapie könnten mRNA-Impfstoffe zukünftig eine zentrale Rolle einnehmen. Bislang gilt die Chemotherapie als gängiges Mittel, um im Körper verbliebene Krebszellen zu eliminieren.

Aktuell wird erforscht, ob Krebsimpfungen sich als eine nebenwirkungsärmere und individuellere Therapieform eignen. Nach der operativen Entfernung eines Tumors soll die mRNA-basierte Krebsimpfung das Immunsystem dabei unterstützen, im Körper verbliebende Tumorzellen zu erkennen und diese zu bekämpfen.

Die Krebsimpfung funktioniert wie eine mRNA-basierte Corona-Impfung: Der mRNA-Botenstoff liefert dem Körper einen Bauplan mit Erbinformationen des Tumors. Nach der Injektion der Impfung ins Muskelgewebe entwickelt sich im Körper das Oberflächenprotein, das auch die Zellen des Krebstumors aufweisen. Das Immunsystem erkennt die fremden Tumorbausteine und stellt Antikörper her. So kann es dann auch Tumorzellen identifizieren und angreifen.

Die Krebsimpfung kann individuell auf den Krebs der betroffenen Person abgestimmt werden. Noch sind jedoch nicht alle Fragen abschliessend geklärt. So wird beispielsweise in der dritten Phase der klinischen Studie gerade untersucht, wie stark das Immunsystem für eine erfolgreiche Therapie sein muss oder ob die Impfung auf den Haupttumor oder auf Metastasen abzielen muss.

Verwendete Quellen:

• cell.com: Biosynthesis of polycyclopropanated high energy biofuels
• bundesregierung.de: Biokraftstoff
• bmj.com: Investigation of the use of a sensor bracelet for the presymptomatic detection of changes in physiological parameters related to COVID-19: an interim analysis of a prospective cohort study (COVI-GAPP)
• daz.online: Fruchtbarkeitsarmband erkennt COVID-19 noch vor Symptombeginn
• dekade-gegen-krebs.de: Mit mRNA gegen Krebs
• ndr.de: Krebsimpfung: Hilft mRNA-Impfstoff gegen Tumore?