Wie man einen Killervirus herstellt (oder auch nicht)

Die Gentechnik-Gegner sind erfolgreich. Die Forschungsbetriebe verlassen Deutschland und es gibt immer mehr Versuche, Deutschland "gentechnikfrei" zu machen. Klingt doch gut, oder?

Naja, höchstens dann, wenn man sich von der allgemeinen Hysterie anstecken lässt und aufhört zu denken. Seit es Menschen gibt verändern und beeinflussen sie die Pflanzen und Tiere in ihrer Umgebung. Mal zum Guten, mal zum Schlechten. Die Pflanzen die auf unseren Feldern wachsen, sind alles andere als "natürlich". Sie wurden in den Jahrhunderten und Jahrtausenden vom Menschen gezielt geformt und verändert. Gleiches gilt für unsere Nutz- und Haustiere. "Gentechnik" ist erstmal nichts Neues. Die Veränderung der Pflanzen erfolgt mittlerweile wesentlich gezielter und effektiver als früher; man muss nicht mühsam Generation um Generation züchten. Seltsamerweise hat es die Menschen nie gestört, wenn Bauern die Pflanzen ihren Ansprüchen angepasst haben. Erst als sich die Modifikation vom Feld ins Labor verlagert hat, begann man zu protestieren.

Heute wird vor Labors demonstriert und es werden Felder zerstört, auf denen Versuchspflanzen wachsen. Gentechnik ist böse und darf nicht stattfindet. Ein oft gehörtes Argument für den Protest lautet "Monsanto!!". Firmen forschen an und mit gentechnisch veränderten Organismen und sind an Gewinn interessiert und nicht an Erkenntnis oder Risikoabschätzungen. Sie wollen Saatgut patentieren und die Bauern abhängig machen. Und so weiter. Unabhängig davon ob das alles tatsächlich so ist oder nicht wären Proteste gegen die Gentechnik insgesamt aber wenig zielführend. Man demonstriert ja auch nicht gegen die Informatik, nur weil mit Computern überall auf der Welt Unmengen an Verbrechen angestellt werden. Wenn Firmen wie Monsanto die Gentechnik benutzen, um zu tun, was sie tun, dann nutzt es nichts, wenn man die gentechnische Forschung boykottiert. Das wird die großen Firmen wenig stören. Die werden sich dann einfach ein Land suchen, wo sie ungestört arbeiten können. Und unkontrolliert. Wenn man aber kontrollieren will, was die Wissenschaftler machen; wenn man über die Ergebnisse informiert werden will, dann gibt es kaum etwas dümmeres, als pauschal gegen die gentechnische Forschung zu protestieren. Politische Parteien wie die Grünen fordern, dass die wissenschaftliche Forschung auf diesem Gebiet nicht mehr gefördert werden soll. Wenn die öffentlichen Universitäten nicht mehr forschen dürfen, dann wird die Forschung bei privaten Firmen durchgeführt werden. Dann hat aber die Öffentlichkeit auch keine Kontrolle mehr darüber.

Gleiches gilt für die Gruppen, die Versuchsfelder zerstören. Wenn sie die Arbeit der Wissenschaftler an öffentlichen Universitäten vernichten, dann fördern sie damit indirekt die großen privaten Firmen wie Monsanto und Co.

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Ich hab von Organspenden allerdings keine Ahnung und kann das nicht beurteilen. Glücklicherweise kennt sich eine Freundin von mir damit sehr gut aus. Birgit Priebearbeitet bei der Gesundheit Österreich GmbH (ein "nationales Forschungs- und Planungsinstitut für das Gesundheitswesen") und ist dort für das "Koordinationsbüro für das Transplantationswesen" zuständig (Sie hat aber ursprünglich mal ein Astronomiestudium absolviert - wieder mal ein schönes Beispiel für die verschlungenen Karrierewege der Astronomen ;) ). Jedenfalls habe ich Birgit gebeten, zu diesem Thema einen Gastbeitrag zu schreiben. Es hat zwar nichts mit Astronomie zu tun - aber wenn sich die sozialen Netzwerke jetzt auch schon in Dinge einmischen, bei denen es um Leben und Tod geht, dann ist doch ziemlich interessant. Also viel Spaß mit dem Artikel von Birgit!

Am 1. Mai hat Mark Zuckerberg dazu aufgerufen, sich bei Facebook als Organspender einzutragen. Die Bereitschaft, Organe zu spenden wird dann als neues Ereignis in der Timeline angezeigt. Diese Idee ist grundsätzlich gut. So werden auch junge Leute, die sich eher selten mit dem Tod und seinen Folgen auseinandersetzen, mit diesem Thema konfrontiert. Diese Idee macht vor allem in Ländern mit der sogenannten „Zustimmungslösung" Sinn. Also dort, wo man explizit sagen muss: „Ja, ich will nach meinem Tod meine Organe spenden". Das ist in Deutschland der Fall. Hier erfährt man bei Befragungen der Bevölkerung auch oft, dass die Leute grundsätzlich bereit wären Organe zu spenden. Leider setzen dann oft nur sehr wenige diesen Willen in die Realität um und besorgen sich einen Organspendeausweis. Bei Facebook könnte diese Hemmschwelle wesentlich geringer sein.

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Dass es dabei nicht blieb, erkennen wir unter anderem daran, dass wir heute hier sind. NASA-Forscher haben jetzt mal wieder demonstriert, wo der Nachschub herkam: Organische Moleküle in Meteoriten überstehen tatsächlich die Bedingungen eines Meteoriteneinschlags. Da davon reichlich auf die junge Erde fielen, brachten sie auch genug Material mit, dass das Leben starten konnte.

Die Experimente selbst sind ganz OK (das Video demonstriert erschöpfend was die Forscher gemacht haben), allerdings bin ich mit einer unausgesprochenen Prämisse nicht glücklich. In der Veröffentlichung geht es - mal wieder - um Aminosäuren. Das ist einerseits nachvollziehbar, denn Aminosäuren sind die Bausteine der ubiquitären Proteine. Nur, die Autoren erheben den Anspruch, über den Ursprung des Lebens zu reden, und da gibt es mit Aminosäuren ein erhebliches Problem.

Wissenschaftler befassen sich jetzt seit über 50 Jahren mit der Frage, woher jene Proteine und Nucleinsäuren kamen, die heute die Maschinerie lebender Zellen ausmachen. Inzwischen gibt es eine ganze Liste von Szenarien, wie auf der präbiotischen Erde Aminosäuren, Nucleobasen und einfache Zucker auftauchten, sei es aus dem All oder durch chemische Reaktionen anorganischer Moleküle. Und wir haben inzwischen auch eine ganz gute Vorstellung davon, was alles möglich ist, sobald sich diese Bausteine zu längeren Kettenmolekülen zusammenschließen: Forscher haben katalytische RNA-ähnliche Moleküle hergestellt, die ihre eigene Vermehrung bewerkstelligen und dergleichen mehr.

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Konkret ging es um ein erhöhtes Prostatakrebs-Risiko, das ja auch im Interview angeschnitten wird. Prostatakrebs ist eine der häufigsten Krebsformen bei Männern und tritt in der Regel ab dem 50. Lebensjahr auf. Laut den Daten von 23andMe hat die Genetik einen Einfluss von 42-57 % darauf ob man daran erkrankt oder nicht. In Deutschland soll das Durchschnittsrisiko daran zu erkranken bei ca. 14 % liegen, 23andMe gibt es mit 17,8 % an. Nach den Berechnungen von 23andMe liegt mein persönliches Risiko bei ca. 23,3 %, was über dem Durchschnitt liegt.

Da Prostatakrebs fast ausschliesslich in der Altersgruppe 50+ auftritt ist gibt es Früherkennungs-Programme. Die Teilnahme wird Männern mit Krankheitshintergrund in der Familie (da ist die Genetik wieder) ab 40, sonst ab 45, empfohlen. Standardmässig nutzt man zur Früherkennung immer noch die Menge des Prostataspezifischen Antigens (PSA) im Serum. Dummerweise findet man geringere Mengen des Antigens jederzeit und der Wert erhöht sich nicht ausschliesslich durch die Anwesenheit von Krebs, sondern schwankt auch so gerne schon mal. Deshalb steht die Verwendung des PSA-Wertes in der Kritik da bezweifelt wird ob der Nutzen durch eine solche Früherkennung die Risiken (z.B. durch unnötige Biopsien) überwiegt.

Ich vermute mal das die Kritik an den PSA-Messungen bei den wenigsten Leuten, die nicht zur Früherkennung gehen, ein ernsthafter Grund ist. Genauso wie regelmässige Zahnarztbesuche doch empfehlenswert sind, so hat man gerade nicht die Zeit dafür, glaubt es doch nicht so wichtig ist und überhaupt: Mich wird es schon nicht treffen. Das sind zumindest die besten Behauptungen mit denen ich mich selbst ganz vorzüglich von so etwas abbringen kann. Dabei ist so eine Früherkennung hier nicht ganz dumm: Bei rechtzeitiger Erkennung liegt die Fünfjahresüberlebensrate bei 99 %. Aber wie bei so ziemlich jedem Krebs: Je später die Erkennung, desto schlechter die Chancen.

Da ich von der 40/45 noch etwas entfernt bin ist das für mich nicht so akut, aber mein Vater fällt schon in die passende Altersgruppe. Und ich hoffe ich tue ihm kein Unrecht wenn ich sage das er es mit der Früherkennung und Vorsorge ähnlich hält wie ich leider auch: Ja, irgendwann mal. Nachdem ich meine SNPs, also die Marker die 23andMe testet, allerdings mal darauf hin ausgewertet habe wie es um die Krankheitsrisiken meiner Eltern so steht, und dabei gemerkt habe das er für Prostatakrebs vermutlich in eine ähnliche Risiko-Kategorie wie ich fällt, ist er dann doch mal zur Vorsorge gegangen.

Und hat dann auch gleich das ganze Programm bekommen: Erhöhte PSA-Werte gemessen, Krebs-positive Biopsie Ergebnisse, anschliessend eine OP zur Tumor-Entfernung. An der Stelle auch noch mal gute Besserung und ganz viel Spass im wohlverdienten Urlaub. Hier also ein Fall wo das Früherkennungsprogramm gut funktioniert hat, auch wenn man über den Einfluss der genetischen Risikofaktoren trefflich debattieren kann. Immerhin haben sie aber als Auslöser gedient überhaupt den Arztbesuch anzutreten.

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Heute kamen dann wieder mal Eier mit Dioxin in die Medien, leider vorher auch in die Geschäfte. Dieses Mal, so meine subjektive Wahrnehmung, wurde sehr oft darauf verwiesen, dass so ein paar Eier nicht wirklich sooo schlimm sind, erst wenn ich ein paar Hundert Dioxin-Eier verputze, habe ich Probleme. Mit Dioxin und meinen Blutwerten.

In Köln war letztes Jahr auf dem Forum Wissenschaftskommunikation ein sehr guter Vortrag zum "gefühlten" Risiko von EHEC im Vergleich zum fast parallelen Dioxin-Skandal. Selbst wenn die aktuellen Fälle in Hamburg "nur" der normale Durchschnitt sind, lohnt es sich mE dennoch, sich noch einmal diese Lebensmittel-Affären letztes Jahr vor Augen zu führen, auch vor dem Hintergrund der aktuellen Debatte.

Im direkten Vergleich, Dioxin in Eiern vs. EHEC, was hat wohl ein höheres Risiko/was birgt mehr Gefahrenpotenzial?

Bei einer Befragung im Publikum vor Kurzem kam ich auf ein vergleichbares Resultat wie das Bundesinstitut für Risikobewertung:

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Die Artikel der Auslese stammen aus einem Fundus von 30 Artikeln, die wir wiederum aus den Nominierungen unserer Blogscouts und der Leser ausgewählt haben, von unseren Juroren gelesen und bewertet zu werden. Unsere Juroren lesen die Beiträge anonymisiert als PDF-Dokument und vergeben für jeden Artikel zwischen null und drei Wertungspunkte. Die einzelnen Bewertungen addieren wir dann zur Gesamtpunktzahl.

Auch dieses Jahr gab es wieder Beiträge, die mit besonders hohen Punktzahlen den Rest des Feldes hinter sich gelassen haben - sie sind am Anfang separat aufgeführt.

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Gestern hätte der geniale Douglas Adams seinen 60. Geburtstag gefeiert. Die meisten kennen ihn von seinen "Per Anhalter durch die Galaxis"-Büchern. Adams hat aber noch viel mehr geschrieben (u.a. Drehbücher für Doctor Who) und jede Menge sehr intelligente Dinge gesagt. Erst vor ein paar Tagen haben wir hier im Blog über das Thema Wissenschaft vs. Schönheit diskutiert und darüber, dass manchen Menschen das Gefühl haben, Wissenschaft würde der Welt irgendwie das Schöne und Geheimnisvolle nehmen. Nichts ist weiter von der Wahrheit entfernt und das hat Adams in einem seiner bekanntesten Zitate gut zusammengefasst.

"Isn't it enough to see that a garden is beautiful without having to believe that there are fairies at the bottom of it too?"

     

Der Satz stammt aus seinem hervorragenden Buch "Last Chance to See" (deutsch: "Die Letzten ihrer Art: Eine Reise zu den aussterbenden Tieren unserer Erde"), das zur Abwechslung nichts mit Science-Fiction zu tun hat, sondern von Biologie, Ökologie und dem Artensterben handelt.

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Schlimmer noch, wenn wir heute versuchen, die verpasste Zeit aufzuholen, sind wir in einer wesentlich schlechteren Position als zu Beginn des Antibiotika-Zeitalters. Viele Resistenzmechanismen nämlich wirken gegen unterschiedliche Antibiotika oder sind leicht abzuwandeln falls eine neue Substanzklasse auftauchen sollte. Die Schonfrist, in der Mikroben noch keine Resistenzen gegen ein neues Antibiotikum ausbilden, wird immer kürzer.

Zum Glück gibt es eine Reihe von aussichtsreichen Alternativen. Die älteste von ihnen sind die Bakteriophagen, spezielle Viren, die ausschließlich Bakterien befallen und töten. Dass man diese Organismen erfolgreich gegen bakterielle Infektionen einsetzen kann, wissen Forscher und Mediziner seit Jahrzehnten.

Die Phagentherapie stammt aus der ersten Hälfte des 20. Jahrhunderts und erfreute sich vor allem in der Sowjetunion lange Zeit großer Beliebtheit. Hier im Westen hat die Methode nie Fuß gefasst, weil zeitgleich die ersten Antibiotika entwickelt wurden und die Phagen oft nicht so dolle funktionierten und keiner so recht wusste warum. Heutzutage weiß man weitaus mehr über Bakterien und ihre Viren, und entsprechend ist das Interesse an der Phagentherapie in den letzten zehn Jahren frisch erwacht. Seit 2005 gibt es zum Beispiel in Wroclaw die Phage Therapy Unit der Polnischen Akademie für Wissenschaften, an der schwere Fälle antibiotikaresistenter Infektionen unter anderem mit experimentellen Phagen behandelt werden.

Hochspezifisch und tödlich

Die wichtigste Besonderheit der Bakteriophagen ist ihre Wirtsspezifizität. Das enge Zielspektrum ist einer der Gründe weshalb die frühen Phagentherapien unzuverlässig waren, aber heute haben Forscher natürlich gerade deswegen so großes Interesse an dem Verfahren. Antibiotika wirken gegen Merkmale, die vielen verschiedenen Bakterien gemeinsam sind, unerwünschten wie erwünschten - Phagen dagegen differenzieren wie die meisten Viren sehr genau zwischen verschiedenen Zelltypen. Es ist bis heute nicht ganz klar, wie spezifisch Phagen wirklich sind - einige Forscher bezeichnen sie als artspezifisch, während andere davon ausgehen, dass sie sogar für einzelne Stämme optimiert sind - klar ist allerdings, dass sie ein wesentlich engeres Wirkungsspektrum haben als jedes Antibiotikum. Je spezifischer eine Bekämpfungsmethode ist, desto weniger Resistenzen bilden sich bei anderen Keimen, und damit umgeht die Phagentherapie das größte Problem moderner Antibiotika.

Ein weiterer potentieller Vorteil der Phagentherapie gegenüber Antibiotika betrifft gramnegative Bakterien und Biofilme.

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Im erwähnten Beispiel hilft der ´Filter´ dabei, giftige Abgase derart zu verarbeiten, dass weniger giftige hinten raus kommen. Zum Glück, und das ist der enorme Vorteil, wird die Substanz des Katalysators dabei nicht verbraucht, sonst müsste der ja regelmäßig wieder aufgefüllt oder ausgetauscht werden.  (Nachtrag: Bis jetzt geht es eigentlich, aber um weitere "Missverständnissen" vorzubeugen (links lesen scheint schwierig zu sein):

Ich möchte mit dieser Reihe (es gibt da noch zwei ältere Texte, s.o.) verdeutlichen, wie sehr wir heute alle von der Biotechnologie/Gentechnik profitieren, gar abhängig sind. Das ist vielen der generellen Gegnern nicht bewusst. 
Nutzt man aber einen Katalysator, etwa Platin, dann kann ich die Reaktion ohne weitere Energie/Flamme starten. Die benötigte Anfangs/Start-Energie wird drastisch reduziert. (Ein sehr schönes Experiment übrigens)
Das klingt jetzt kompliziert, ist es aber nicht, in der Brennstoffzelle wird das genau so schon genutzt.
Das Isolieren der Enzyme aus den entsprechenden Organen oder Organismen war jedoch sehr aufwendig und auf kleine Mengen begrenzt. Neidisch blickte die (Lebensmittel-)Industrie in die Labore und wünschte sich, ähnlich energiesparend ihre ganzen Produktionen umstellen zu können. 
Erst das gezielte Nachbauen der Enzyme, das ´Um-Programmieren´ von Bakterien und Hefen zu Enzym-Fabriken ermöglichte eine Produktion von ausreichenden Mengen an Katalysatoren.
Heute werden viele [chemische] Reaktionen ganz gezielt und energiesparend durch Enzyme erledigt. In der Kommunikation nach Außen wird dann oft gerne der Öko-Joker gezogen "Schaut nur, wie viel CO2 und Trinkwasser wir jetzt einsparen" - zu Recht, wenn auch die reinen Kosteneinsparungen bei der Verwendung von Katalysatoren sicherlich maßgeblicher waren.
 

Den meisten wird aus der Schule noch die "Knallgas-Reaktion" bekannt sein. Wasserstoff und Sauerstoff reagieren sehr heftig (und daher laut) miteinander zu Wasser, wenn man denn zuerst ein wenig Energie - eine Flamme - zum Starten investiert.

Ein anderes Beispiel hatte ich hier in dem Beitrag schon erwähnt. Sehr viele Enzyme sind Katalysatoren und werden in der Reaktion nicht verbraucht. Ein von der Natur sehr effizient entwickeltes System, das sehr Ressourcen schonend ist. Der besagte Pudding würde durch ´wenige´ Enzym-Moleküle stetig weiter verdaut werden, genau genommen wird die Stärke kontinuierlich weiter abgebaut.

Enzymatische Katalysatoren haben Wissenschaftler schon vor langer Zeit gefunden, aber es bedurfte der Molekularbiologie, um diese auch nutzbar zu machen. Rein praktisch konnte im Labormaßstab sehr viel Energie eingespart werden, wenn man für chemische Reaktionen die dazu passenden Katalysatoren genutzt hat. 

DIE Gentechnik macht es also möglich, dass wir heute effizienter produzieren können, ohne Energie-Verschwendung & Co.

Viele Waschmittel nutzen derartige Enzyme, um die pösen hartnäckigen Flecken bei geringen Temperaturen aufzuknacken. Aber sicherlich verwenden die Gentechnik-Gegner auch gar keine Waschmittel, haben kein Blutgerinnungsstörungen, kein Diabetes und essen keinen Käse, denn sonst wären sie etwas inkonsequent.

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