blaubiologie - Analysen und Trends für die Biotech- und Pharmaindustrie

Wie neue Abnehmmedikamente den Lebensmittelmarkt verändernGLP-1-Analoga verändern nicht nur den Körper, sondern auch Ernährung und Konsumgewohnheiten. Produkte und Marketingstrategien, die auf Überkonsum und Glückspunkte optimiert waren, müssen neu gedacht werden.

Zerschneiden, verkleben, abbauen: Krankheiten auf Proteinebene bekämpfenOb Krebs, neurodegenerative Erkrankungen oder genetische Defekte – krankheitsauslösende Proteine stehen zunehmend im Fokus moderner Therapien. Statt Gene zu verändern oder Proteinbildung zu blockieren, zielt ein neues Arsenal an Technologien direkt auf die funktionale Ebene der Zelle: die Proteine selbst. Diese Folge gibt einen verständlichen Überblick über innovative Ansätze wie PROTACs, molekulare Klebstoffe und Inteine.

Zellverjüngung und Heilung direkt im Körper?Was wäre, wenn geschädigte Zellen im Körper einfach umprogrammiert werden könnten – direkt vor Ort, ohne Transplantation, ohne Stammzellkultur im Labor? Genau dieses visionäre Konzept steht im Zentrum der „in vivo Reprogrammierung“. Statt Zellen außerhalb des Körpers zu isolieren, umzuprogrammieren und zurückzugeben, nutzt dieser Ansatz die natürlichen Zellen des Gewebes selbst als Ausgangspunkt, also zum Beispiel Fibroblasten im Herzmuskel oder Gliazellen im Gehirn. Durch gezielte Gabe von Transkriptionsfaktoren oder RNA-Molekülen können diese Zellen eine neue Identität annehmen und beschädigtes Gewebe regenerieren. Ein Paradigmenwechsel in der regenerativen Medizin bahnt sich an.

Von Casgevy bis Cas3 – wie CRISPR die Medizin verändertDie Entdeckung und Weiterentwicklung der CRISPR-Technologie hat das Feld der Genomeditierung grundlegend verändert. Ursprünglich als adaptives Immunsystem von Bakterien identifiziert, wurde das CRISPR/Cas-System in den letzten Jahren zu einem der mächtigsten Werkzeuge in der molekularbiologischen Forschung und Medizin. Mit seiner Präzision und Flexibilität hat es Anwendungen in der Grundlagenforschung, in der Entwicklung neuer Therapien für genetische Erkrankungen und in der Landwirtschaft gefunden.Neben CRISPR existieren weitere Werkzeuge zur gezielten Veränderung des Erbguts. Vor der Verbreitung dieser Technik wurden bereits andere Methoden wie Zinkfinger-Nukleasen (ZFNs) und Transkriptionsaktivator-ähnliche Effektornukleasen (TALENs) genutzt. Während diese älteren Technologien immer noch ihre Berechtigung haben, hat CRISPR aufgrund seiner Einfachheit, Effizienz und Vielseitigkeit einen klaren Vorteil erlangt. Zudem existieren mittlerweile zahlreiche CRISPR-Varianten mit spezifischen Eigenschaften, die sich in ihren Mechanismen und Anwendungsmöglichkeiten unterscheiden, was eine Vielzahl von Patenten und Firmenspezialisierungen erklärt.Diese Folge gibt zunächst einen Überblick über die Funktionsweise des CRISPR/Cas-Systems und anderer Genscheren-Technologien, bevor er die verschiedenen CRISPR/Cas-Typen und ihre vielfältigen Einsatzmöglichkeiten beleuchtet. Anschließend liegt der Fokus auf Biotech-Unternehmen, die die CRISPR-Technologie für therapeutische Zwecke entwickeln. Es wird gezeigt, wie sich spezifische Ansätze unterscheiden und auf welche medizinischen Anwendungsbereiche abgezielt wird.

Von COVID-19-Vakzinen zu personalisierten Krebstherapien – Wie mRNA die Medizin verändertDie mRNA-Technologie hat mit den COVID-19-Impfstoffen ihren ersten großen Durchbruch erlebt, doch ihr volles Potenzial reicht weit darüber hinaus. Forschende und Unternehmen weltweit arbeiten daran, mRNA nicht nur für Impfstoffe, sondern auch für Krebstherapien, Autoimmunerkrankungen und genetische Defekte nutzbar zu machen. Trotz bahnbrechender Fortschritte stehen mRNA-Therapien vor großen Herausforderungen, von der gezielten Verabreichung über regulatorische Hürden bis hin zur Skalierbarkeit. Welche Akteure dominieren den Markt? Welche innovativen Strategien werden verfolgt? Ist mRNA wirklich die nächste medizinische Revolution?

Orale Wirkstoffe, Kombinationspräparate und langwirksame Formulierungen auf dem Vormarsch:GLP-1-Analoga haben sich zu einer zentralen Säule in der Behandlung von Diabetes und Adipositas entwickelt. Der Markt wächst rasant, und zahlreiche Unternehmen investieren in innovative Wirkstoffe, um die bestehenden Therapieoptionen zu verbessern. Eine Analyse von 19 Unternehmen mit insgesamt 46 klinisch entwickelten oder bereits zugelassenen Präparaten zeigt, welche Trends die Zukunft dieser Medikamentenklasse bestimmen.

Gehören Mitochondrien zum Endomembransystem? Das Endomembransystem ist das Postnetzwerk der Zelle. Über dieses System stehen die verschiedenen Zellbestandteile miteinander in Kontakt und senden und empfangen Proteine, Fettsäuren und Stoffwechselprodukte. Der Austausch gelingt über sogenannte Transportvesikel, kleine kugelförmige Strukturen, die wie Pakete innerhalb der Zelle verschickt werden. Mitochondrien, die Kraftwerke unserer Zellen, zählen klassischerweise nicht zum Endomembransystem. Diese Ansicht wurde durch die Beobachtung mitochondrialer Vesikel jedoch in Frage gestellt. Mittlerweile werden die mitochondrialen Vesikel mit schweren Krankheiten wie Parkinson und Alzheimer in Verbindung gebracht. Manche Forschungsgruppen sehen in den mitochondrialen Vesikeln sogar den Ursprung des Endomembransystems unserer Zellen.

Schnelle Corona-Tests durch CRISPR/Cas und Smartphone Das  Coronavirus SARS-CoV-2 hält uns fest in Schach. In Deutschland werden  pro Woche über eine Millionen PCR-Tests auf Infektionen mit SARS-CoV-2  durchgeführt. Häufiges Testen mit schneller Durchlaufzeit ist notwendig,  um die Pandemie zu durchbrechen. Mittlerweile wurden mehrere  Corona-Testverfahren auf Basis von CRISPR/Cas entwickelt. Wie lässt sich  das CRISPR/Cas-System für den Nachweis von Viren nutzen?

Über die Diversität des menschlichen Geschlechts Seit Dezember 2018 können Menschen, die weder dem weiblichen noch dem männlichen Geschlecht zugeordnet werden können, mit der Angabe „divers“ im Geburtenregister eingetragen werden. Dieses sogenannte dritte Geschlecht kommt für Personen in Frage, deren Geschlecht nicht eindeutig den biologischen Kategorien „männlich“ oder „weiblich“ entspricht. Was aber entspricht den biologischen Kategorien „männlich“ und „weiblich“ und kann das menschliche Geschlecht überhaupt kategorisiert werden? Ich erkläre, wie die Geschlechter biologisch definiert sind und wie es beim Menschen zu Intersexualität bzw. Intergeschlechtlichkeit kommen kann.

Mit Gentechnik gegen Malaria Insektenbekämpfung mittels Genome Editing und Gene Drive Im Jahr 2018 erkrankten weltweit über 200 Millionen Menschen an Malaria und mehr als 400.000 Erkrankte starben an den Folgen der Krankheit. Über zwei Drittel der Malaria-Toten waren Kinder unter fünf Jahren – die am meisten durch Malaria gefährdete Gruppe. Die lebensbedrohliche Malaria wird durch Parasiten verursacht, die von infizierten, weiblichen Anopheles-Mücken auf den Menschen übertragen werden. Obwohl es einige wirksame Insektizide gegen die Stechmücken gibt, entwickeln diese zunehmend Resistenzen. Neue gentechnische Verfahren zielen deshalb darauf ab, den Überträger, also die Anopheles-Mücke, genetisch zu verändern, um Malaria einzudämmen. Schon in den 1930er Jahren wurde über genveränderte Insekten als Alternative zu Insektiziden nachgedacht. Seitdem wurden mehr oder weniger erfolgreich einige krankheitsübertragene Stechmücken oder anderweitige Schadinsekten unter Kontrolle gebracht. Neue gentechnische Verfahren wie Genome Editing und Gene Drive könnten solche Verfahren verfeinern und eventuell sogar dazu genutzt werden, Krankheiten wie Malaria für immer zu beseitigen.

Die Nachfrage nach Fleischprodukten steigt sowohl in Ländern der Europäischen Union als auch global weiterhin an - und dies trotz Lebensmittelskandalen, schlechten Haltungsbedingungen der Tiere und desaströsen Arbeitsbedingungen für die Angestellten der fleischverarbeitenden Industrie. An sogenanntes In-vitro-Fleisch sind viele Hoffnungen geknüpft: die Herstellung von In-vitro-Fleisch kommt ohne Massentierhaltung aus, benötige weniger Fläche und sei insgesamt umweltfreundlicher. Aber wie wird In-vitro-Fleisch eigentlich hergestellt? In Teil 3 beschreibe ich die Rolle von Mikroträgern und Stützgerüsten bei der Herstellung von In-vitro-Fleischprodukten. Zudem geht es um die verschiedenen Arten von Bioreaktoren. Zum Abschluss erläutere ich die möglichen Vorteile von In-vitro-Fleisch für Mensch und Umwelt.

Die Nachfrage nach Fleischprodukten steigt sowohl in Ländern der Europäischen Union als auch global weiterhin an - und dies trotz Lebensmittelskandalen, schlechten Haltungsbedingungen der Tiere und desaströsen Arbeitsbedingungen für die Angestellten der fleischverarbeitenden Industrie. An sogenanntes In-vitro-Fleisch sind viele Hoffnungen geknüpft: die Herstellung von In-vitro-Fleisch kommt ohne Massentierhaltung aus, benötige weniger Fläche und sei insgesamt umweltfreundlicher. Aber wie wird In-vitro-Fleisch eigentlich hergestellt? In Teil 2 erläutere ich die für die In-vitro-Fleischproduktion verwendeten Zelltypen. Welche Arten von Zellen kommen in Frage? Wie wird die Zellproliferation und -differenzierung gesteuert? Und wird für die Herstellung von In-vitro-Fleisch eigentlich Gentechnik angewendet?

Die Nachfrage nach Fleischprodukten steigt sowohl in Ländern der Europäischen Union als auch global weiterhin an - und dies trotz Lebensmittelskandalen, schlechten Haltungsbedingungen der Tiere und desaströsen Arbeitsbedingungen für die Angestellten der fleischverarbeitenden Industrie. An sogenanntes In-vitro-Fleisch sind viele Hoffnungen geknüpft: die Herstellung von In-vitro-Fleisch kommt ohne Massentierhaltung aus, benötige weniger Fläche und sei insgesamt umweltfreundlicher. Aber wie wird In-vitro-Fleisch eigentlich hergestellt? In Teil 1 gebe ich eine generelle Einführung in das Thema In-vitro-Fleisch und beschäftige mich mit der Namensgebung von Fleischprodukten aus dem Labor und  zu überwindenden Hürden bis zur Zulassung solcher Produkte. Anschließend erläutere ich die entscheidende Rolle des benötigten Zellkulturmediums und diskutiere die Notwendigkeit des darin enthaltenen FCS.

Das Erbgut menschlicher Zellen enthält die Informationen für ungefähr 20.000 Gene. Das Genom des Porcinen Circovirus-1 umfasst genau zwei Gene. Wie viele Gene sind nötig, um von einem eigenständigen Lebewesen zu sprechen? Wie klein kann das Erbgut einer Zelle sein, um dennoch die nötigsten zellulären Prozesse steuern zu können? Und was sind die nötigsten Prozesse, die eine Zelle ausführen muss, um als Lebewesen zu gelten? Diese Fragen versuchen Forschende mit der Erschaffung einer Minimalzelle zu beantworten.

Der momentan verfügbare Test auf eine Infektion mit dem neuartigen Coronavirus SARS-CoV-2 basiert auf der Polymerase-Kettenreaktion. Obwohl diese Methode sehr präzise funktioniert, können nur frisch infizierte Menschen damit getestet werden. Menschen in einer späteren Phase der Infektion oder bereits geheilte Menschen erfasst der Test hingegen nicht. Um dennoch die Ausbreitung des Virus innerhalb der Bevölkerung nachvollziehen zu können, sind sogenannte Antikörpertests nötig.

Das neuartige Coronavirus SARS-CoV-2 ist erst seit wenigen Monaten bekannt. Es hat nicht lange gedauert, bis das Erbgut des Virus, also seine Genomsequenz, entschlüsselt wurde, und ein zuverlässiges Nachweisverfahren für eine Virusinfektion vorlag.  Im Dezember 2019 wurden in der chinesischen Stadt Wuhan, Hauptstadt der Provinz Hubei, vermehrt Patienten mit einer schweren Lungenentzündung behandelt. Mehrere Erkrankte arbeiteten auf dem örtlichen „Südchinesischen Markt für Fische und Meeresfrüchte“, wodurch dieser Markt als Infektionsort mit einem neuen, unbekannten Krankheitserreger in Betracht gezogen wurde. Wenig später wurde als Ursache für die Erkrankungen ein neues Virus aus der Familie der Coronaviren entdeckt. Mitte Januar wurde das Erbgut des Virus entschlüsselt und die komplette Genomsequenz, also die Reihenfolge der einzelnen Nucleotide (= Bausteine des Erbguts) des neuen Virus namens SARS-CoV-2 in einer Internetdatenbank veröffentlicht. Gleichzeitig wurde ein erstes Nachweisverfahren einer Infektion mit dem neuartigen Virus präsentiert, umgangssprachlich als „Corona-Test“ bezeichnet. Aber wie funktioniert eigentlich dieser Test?

Mitochondrien sind wenige Mikrometer große Zellbestandteile, die insbesondere als Kraftwerke der Zelle bekannt sind. Ihre Fähigkeit die Energie der Zelle zu produzieren, ist jedoch bei weitem nicht ihre einzige und im Grunde auch nicht ihre wichtigste Aufgabe. In dieser Episode geht es um Mitochondrien als Energieproduzenten, abgewandelte Mitochondrien ohne eigene DNA und die überlebenswichtige Aufgabe von Mitochondrien bei der Herstellung von Eisen-Schwefel-Clustern. Außerdem wird die Rolle des mitochondrial Netzwerks für die Zelle erklärt.

Menschliche DNA ist über 3 Milliarden Nucleotidpaare lang und beinhaltet die Information für ungefähr 25.000 Gene. Fast die Hälfte des menschlichen Erbguts, etwa 45%, besteht aus beweglichen genetischen Elementen, den Transposons, umgangssprachlich als „springende Gene“ bezeichnet. Sie sind in der Lage, ihre Position innerhalb des Genoms zu verändern.

35 Millionen Tonnen Soja werden in die Europäische Union importiert - nur ein Bruchteil davon ist zertifiziert nicht gentechnisch verändert. Wie können gentechnisch veränderte Pflanzen erkannt werden? Und wie erfolgt ein Nachweis bei von Genscheren hervorgerufenen Mutationen?

Mitochondrien und Plastide waren eigenständige Lebewesen, die in eine prokaryotische Zelle aufgenommen wurden. Dieses Ereignis wird durch die Endosymbiontentheorie erklärt.