Seit einem Viertel Jahrhundert schreibe ich nun schon als Journalist über Medizin, Wissenschaft & Technik – nun wird es Zeit für meinen ersten Jahresrückblick. Der ist natürlich ebenso subjektiv wie lückenhaft, aber keineswegs willkürlich. Schließlich habe ich auch im vergangenen Jahr wieder mehr als 100 eigene Texte verfasst und dafür mindestens zehn Mal so viele Originalartikel und Pressemitteilungen aus den tonangebenden Fachzeitschriften gelesen habe. Daraus ist eine erste Auswahl entstanden, die ich dann noch mit den Rankings der Magazine Science, Nature, Scientific American und Discover, den Beiträgen meiner geschätzten Kollegen David Dobbs, Carl Zimmer, Ed Yong, Nik Walter und Kai Kupferschmidt, sowie mit diversen Webseiten abgeglichen habe. Heraus kam ein Dutzend Themen, die ich in der Reihenfolge der gefühlten Wichtigkeit sortiert habe.
Vorhang auf für Michels Top-Themen 2013 aus Medizin, Wissenschaft und Technik:
Liegt unser Schicksal wirklich in unseren Genen, wie dies mein Held James Watson einst ziemlich nassforsch behauptet hat? Angelina Jolie jedenfalls hatte wenig Zweifel, als Ärzte ihr anhand eines Gentests ein extrem hohes Risiko für Brustkrebs vorher sagten. In der New York Times machte der Filmstar publik, dass sie sich deshalb vorbeugend beide Brüste amputieren ließ. Verdammt mutig, lobten Fans und Experten, denn die etwa zwei Prozent aller Frauen, die bestimmte Mutationen in den Genen BRCA1 und BRCA2 tragen, sollten sich mit dem erhöhten Risiko auseinander setzten.
Erleichtert wird dies in Zukunft wohl durch eine Entscheidung des Obersten US-Gerichts, das Genpatente auf BRCA1 und BRCA2 für nichtig erklärte. Bis dahin konnte die Firma Myriad Genetics hohe Lizenzgebühren verlangen, die den Test auf etwa 3000 Dollar verteuert hatten. Nun stellte das Gericht fest, dass man zwar den Ort und die Reihenfolge der Bausteine für die fraglichen Gene entdeckt habe. Dies reiche aber nicht aus, um Erfinderschutz zu beantragen, denn erfunden wurde – nichts. Wie zu erwarten hat Myriad das Urteil jedoch nicht einfach hingenommen und versucht derzeit, mit neuen Klagen das lukrative Geschäftsmodell zu sichern.
Ein Blick in die Zukunft? Der Gentest von 23andMe
Gentests für den Hausgebrauch ohne ärztliche Beratung können jedoch gefährlich sein, warnen Experten. Deshalb müsse nicht nur sichergestellt sein, dass die Tests nach allen Regeln der Kunst in dafür zugelassenen Labors durchgeführt werden. Weil viele mit der Bewertung überfordert sein könnten und womöglich vorschnelle Entscheidungen treffen, gelte es auch die „Kundschaft“ zu schützen.
Diese Sorge hat wohl auch die US-amerikanische Zulassungsbehörde FDA bewogen, der Gentest-Firma 23andMe in die Parade zu fahren. Das von Anne Wojcicki, der Ehefrau des Google-Mitbegründers Sergey Brin, geleitete Unternehmen gilt als Marktführer in diesem Bereich und hatte ein halbes Jahr lang nicht auf die Bitten der FDA reagiert, man möge doch gefälligst die wissenschaftlichen Nachweise für die Zuverlässigkeit des angebotenen Gentests vorlegen.
Der Gentest von 23andMe kostet gerade einmal 99 Dollar und überprüft annähernd eine Million Stellen im Genom des Kunden – also etwa jede 3000ste Position im Erbgut. Anhand dieser Marker hat die Firma bislang das statistische Risiko für etwa 240 Erbkrankheiten ermittelt. Reagiere ich empfindlich auf Koffein? Droht mir Diabetes, Alzheimer oder Parkinson? Habe ich ein Langlebigkeitsgen? Dies sind die Fragen, die 23andMe seit der Intervention der FDA nur noch jenen Kunden beantworten mag, die ihren Testkit vor dem Schreiben der Behörde bestellt haben.
Übrigens: Auch der Michel hat solch einen Test bestellt, zwei Tage vor dem Urteil der FDA bezahlt, und seine Spucke zur Analyse nach Kalifornien geschickt. Er wartet jetzt seit Anfang Dezember 2013 auf das Ergebnis. Als gelernter Genetiker und Wissenschaftsjournalist glaubt er, die Zuverlässigkeit, den Nutzen und das Risiko dieses Tests besser einschätzen zu können, als die meisten Ärzte. Er fände es deshalb sehr ärgerlich, wenn 23andMe künftig aus den Genen nur noch die Abstammung und Verwandtschaftsverhältnisse herauslesen dürfte, denn er glaubt fest an die informationelle Selbstbestimmung.
In Hollywoodfilmen á la Armageddon ist alles ganz einfach: Gegen gefährliche Asteroiden auf Kollissionskurs mit der Erde helfen im Zweifelsfall ein paar alte Haudegen wie Bruce Willis, die hinauffliegen und das Ding in die Luft sprengen. Doch die Realität sieht anders aus, wie die Einwohner der russischen Millionenstadt Tscheljabinsk am 15. Februar 2013 erfahren mussten: Mit annähernd 60-facher Schallgeschwindigkeit flog an diesem Tag ein Meteor über die Stadt und zerbarst in der Atmosphäre, wodurch 1500 Personen verletzt wurden – mehr als jemals zuvor bei einem derartigen Ereignis.
Rauchspur des Meteors von Tscheljabinsk (Wikipedia/CC-Lizenz. Foto: Alex Alishevskikh)
An die 3700 Gebäude wurden beschädigt, doch wie durch ein Wunder gab es keine Toten. Dies obwohl die freigesetzte Energie einer Sprengkraft von bis zu 500 Kilotonnen TNT entsprach, oder 30 Hiroshima-Atombomben, wie Wissenschaftler später errechneten. Die Rekonstruktion zeigt auch, dass das Geschoss aus dem All ursprünglich ein Meteorit von etwa 20 Metern Durchmesser gewesen sein muss – und damit vermutlich der größte, seit im Jahr 1908 ein ähnlicher Brocken in der Nähe des sibirischen Flusses Tunguska einschlug.
Dem Metallurgen Viktor Grokhovsky von der Universität Jekaterinenburg gelang es binnen Tagen, aus der Flugbahn den vermutlich Einschlagsort des Meteors von Tscheljabinsk zu bestimmen und mit seinem Team 700 Fragmente von zusammen elf Pfund Gewicht einzusammeln. Im Oktober bargen Taucher dann sogar ein Stück von 570 Kilogramm vom schlammigen Grund eines Sees im Westen der Stadt
Weder die NASA noch ESA oder andere Weltraumagenturen hatten den Meteor von Tscheljabinsk kommen sehen, er befand sich quasi in einem toten Winkel für die entsprechenden Teleskope. Und welche Lehren zieht die Politik aus dem Ereignis? Die Generalversammlung der Vereinten Nationen verkündete im Oktober 2013 die Absicht, eine „International Asteroid Warning Group“ zu gründen. Und wenn man das nächste große Ding kommen sieht? Dann soll, wie der Scientific American berichtet ein (unbemanntes?) Raumschiff bereit stehen, um die fliegende Bombe zu rammen und vom Kurs abzubringen…
Vorsicht ist angebracht, wenn Wissenschaftler – oder Journalisten – von Durchbrüchen reden. Dies gilt umso mehr bei der Therapie von Krebspatienten in fortgeschrittenen Stadien und mit besonders bösartigen Tumoren. Dennoch feiern die Redakteure des Magazins Science just solch eine Therapie als „Durchbruch des Jahres“. Große Aufmerksamkeit war dieser Wahl gewiss, denn mit einer Reichweite von etwa einer Million Lesern ist Science die führende Publikation auf dem Gebiet der Wissenschaften.
Glaubt man dem Magazin Science, so ist die Immuntherapie gegen Krebs der „Durchbruch des Jahres 2013“ (Foto: Valerie Altounian/Science)
Der Gedanke, dass die Auszeichnung als unangemessen sensationelle Darstellung empfunden werden könnte, wird in der Zeitschrift zwar kurz erwogen, dann aber verworfen. Es folgen anekdotische Beschreibungen dreier spektakulärer Einzelfälle, bei denen nach der Therapie die Tumoren schrumpften und nicht wiederkehrten. Ihre Entscheidung begründen die Science-Redakteure damit, dass Wissenschaftler zwar seit Jahrzehnten eine Immuntherapie gegen Krebs für möglich gehalten hätten, dass dieser Plan aber “unglaublich schwierig“ in die Tat umzusetzen war. Jetzt hätte man nach Meinung vieler Onkologen die Wende geschafft, weil zwei verschiedene Techniken einem Teil der Patienten helfen können. Die eine Vorgehensweise nutzt Antikörper, um eine Art Bremse bei T-Zellen zu lösen, sodass diese Tumorzellen erfolgreich angreifen können. Die andere Strategie besteht darin, T-Zellen von Patienten zu gewinnen, die dann im Labor derart modifiziert werden, dass sie ihre Zielzellen besser angreifen können. Schließlich werden diese Zellen zurück in den Körper der Patienten geleitet. Die am weitesten fortgeschrittene Therapie dieser Art kostet 120000 Dollar und wurde bislang an etwa 1800 Patienten mit Schwarzem Hautkrebs (Melanom) angewandt, die man ansonsten wohl als „hoffnungslose Fälle“ aufgegeben hätte. Die Firma Bristol Myers-Squibb, die diese Therapie verkauft, stellt es als großen Erfolg dar, dass nach drei Jahren 22 Prozent dieser Patienten am Leben waren – also etwas mehr als jeder Fünfte. Genaueres erfahren Sie in diesem Artikel, den ich für Medscape Deutschland geschrieben habe. Meine Vorstellung von einem Durchbruch sieht allerdings anders aus…
400000 Jahre alt ist der Knochen, aus dem Forscher des Max-Planck-Instituts für evolutionäre Anthropologie in Leipzig das Erbgut isoliert und eine Fülle neuer Erkenntnisse über den Ursprung unserer Gattung herausgelesen haben. Am Fundort Sima de los Huesos im Norden Spaniens hatten Wissenschaftler in den vergangen 20 Jahren bereits Teile von mindestens 28 menschlichen Skeletten geborgen. Allerdings war es bis dato nur mit Fundstücken aus Permafrostböden gelungen, aus derart alten Überbleibseln Erbmaterial für Verwandtschaftsanalysen zu gewinnen.
Anhand der Skelette hatte man die Menschen von Sima de los Huesos als Homo heidelbergensis eingeordnet, sie weisen aber auch für den Neandertaler typische Merkmale auf. „Bisher war es nicht möglich, das Erbgut dieser einzigartigen Homininen zu untersuchen“, erklärt die Max-Planck-Gesellschaft in einer Pressemitteilung, und weiter:
Aus 400000 Jahre alten Knochen wie diesen haben Forscher Erbgut gewonnen und für Verwandschaftsanalysen genutzt. (C) Javier Trueba, Madrid Scientific Films
Matthias Meyer und sein Team vom Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie in Leipzig entwickelten kürzlich neue Techniken für die Gewinnung und Sequenzierung stark degradierter alter DNA, die sie zunächst erfolgreich auf die Überreste eines Höhlenbären aus Sima de los Huesos anwendeten. Anschließend entnahmen die Forscher dem Oberschenkelknochen eines Homininen aus derselben Höhle zwei Gramm Knochenpulver. Daraus extrahierten sie die DNA und entzifferten das Genom des Mitochondriums, welches einen kleinen Teil des Gesamtgenoms repräsentiert, in vielen Kopien pro Zelle vorkommt und mütterlicherseits an die Nachfahren weitergegeben wird. Die Forscher verglichen diese alte mitochondriale DNA (mtDNA) mit der von Neandertalern, Denisova-Menschen, heute lebenden Menschen und Menschenaffen.
Anhand der in den alten DNA-Sequenzen fehlenden Mutationen berechneten die Forscher das Alter des Homininen aus Sima auf etwa 400000 Jahre. Darüber hinaus stellten sie fest, dass dieser Hominine und die Denisova-Menschen (sie lebten vor etwa 80000 Jahren in Sibirien) vor etwa 700000 Jahren einen gemeinsamen Vorfahren hatten. „Dass die mtDNA des Homininen aus Sima einen gemeinsamen Vorfahren mit der mtDNA des Denisova-Menschen und nicht mit der des Neandertalers teilt, überrascht uns, denn die Fossilien von Sima de los Huesos weisen Merkmale auf, die vom Neandertaler zu stammen scheinen”, sagt Matthias Meyer. Angesichts ihres Alters und der Ähnlichkeit zum Neandertaler könnten die Homininen aus Sima mit der Population verwandt sein, aus der später sowohl die Neandertaler als auch die Denisova-Menschen hervorgegangen sind. Alternativ dazu könnte eine andere Gruppe von Homininen Denisova-ähnliche mtDNA an die Sima-Homininen oder deren Vorfahren weitergegeben haben.
„Unsere Ergebnisse zeigen, dass wir nun sogar das Erbgut von menschlichen Verwandten untersuchen können, die vor mehreren hunderttausend Jahre lebten“, sagt Svante Pääbo, Direktor am Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie. „Das eröffnet uns ganz neue und aufregende Möglichkeiten: Wir können jetzt womöglich die DNA der Vorfahren von Neandertalern und Denisova-Menschen analysieren.“
„Dieses unerwartete Ergebnis deutet auf ein kompliziertes Evolutionsmuster hinsichtlich der Entstehung von Neandertalern und modernen Menschen“, sagt Juan-Luis Arsuaga, Direktor des Forschungszentrums zur Evolution und zum Verhalten des Menschen. „Weitere Studien werden hoffentlich zur Klärung der genetischen Verwandtschaftsverhältnisse zwischen den Homininen aus Sima de los Huesos, den Denisova-Menschen und den Neandertalern beitragen.“ Um dieses Ziel zu erreichen, werden die Forscher nun versuchen, DNA von weiteren homininen Fossilien aus Sima zu gewinnen, darunter auch DNA-Sequenzen aus dem Zellkern. Die Chancen stehen gut, dass den Wissenschaftlern auch dieses Kunststück gelingen wird: Ebenfalls in 2013 hat man nämlich die 700000 Jahre alte DNA eines fossilierten Pferdes sequenziert.
Energie zum Billigtarif bescherte die Methode des Fracking vor allem den Bewohnern der USA. Binnen weniger Jahre sanken die Preise für Öl und Gas rapide, die Nation wurde vom Netto-Importeur zum Exporteur fossiler Rohstoffe. So erfreulich diese Entwicklung für die Wirtschaft des Landes auch ist, ohne Nebenwirkungen ist das Fracking offenbar nicht zu haben: Erst nachdem Öl- und Gas-führende Schichten mit einem Wasser-Chemikaliengemisch erschlossen wurden, machte man sich Gedanken über die Entsorgung der Bohrflüssigkeit.
Beim Fracking werden Gas und Öl mit Chemikalien freigesetzt, die man in den Boden pumpt (Foto: Joshua Dubek, Wikipedia CC-Lizenz)
Etwa neun Milliarden Liter täglich fallen beim Fracking an. Sie einfach in den Boden zurück zu pumpen kann offenbar Erdbeben hervor rufen, außerdem besteht die Gefahr, dass Grundwasser verseucht wird. Der Bundesstaat New York, aber auch Frankreich und Südafrika haben deshalb bereits ein Moratorium gegen das Fracking verhängt; in Deutschland hat die Debatte gerade erst begonnen. Lesen Sie mehr dazu in diesem Zeit-Artikel der Kollegen Christian Tenbrock und Fritz Vorholz.
Heute im Angebot: Organoide aus dem Labor. Sie sind das Produkt sogenannter pluripotenter Stammzellen, die australische Forscher einer speziellen Behandlung unterzogen haben. Als Ersatzorgane eigenen sich die Züchtungen zwar nicht, denn ihr Wachstum stoppt mangels Blutversorgung, wenn sie etwa die Größe eines Apfelkerns erreicht haben. Die Organoide zeigen jedoch im Kleinstformat eine sehr ähnliche Entwicklung wie die entsprechenden Organe, die in einem echten Embryo heran wachsen, war in Nature zu lesen. Wie ähnlich ein Hirn-Organoid einem echten Hirn ist, sehen Sie auf diesem Bild:
Vergleich zwischen einem Organoid (rechts) und einem Mäusehirn in der frühen Entwicklung. Foto: Marko Repic und Madeline A. Lancaster
Für Amazon-Chef Jeff Bezos sind sie ein Transportmittel mit großer Zukunft. Bald schon könnten die Päckchen des Unternehmens mithilfe der fliegenden Maschinen verteilt werden, verkündete er im Dezember. Andere fürchten angesichts der Schnüffelaktionen von NSA & Co., dass Drohnen wie geschaffen sind, um den Überwachungsstaat vollends zu verwirklichen.
Der „Reaper“ – ein unbemanntes, bewaffnetes Flugzeug der US Air Force (Foto: Wikipedia)
In der Kriegsführung haben sie sich schon lange „bewährt“- zumindest wenn man der militärischen Logik folgen mag, wonach die eigenen Truppen möglichst wenigen Risiken ausgesetzt sein sollten. Die Kehrseite zeigen Daten des Büros für investigativen Journalismus in London, die hier in einer Grafik dargestellt sind. Demnach waren unter den mehr als 3200 Opfern US-amerikanischer Drohnenangriffe in Pakistan bislang auch 535 Zivilisten und 175 Kinder.
Die Kartierung des menschlichen Gehirns hat es gleich bei mehreren Redaktionen unter die ersten Plätze geschafft. Fast gleichzeitig haben nämlich sowohl die EU als auch die USA milliardenschwere Bekenntnisse abgelegt. Die Summen klingen jedoch weniger beeindruckend, wenn man sie vergleicht zum Beispiel mit den Militärausgaben oder wenn man bedenkt, wie groß das unbekannte Terrain des Gehirns tatsächlich ist: Immerhin handelt es sich bei den 86 Milliarden Neuronen in einem durchschnittlichen Schädel und deren geschätzt 10 Billionen Verbindungen um das komplexeste Gebilde im bekannten Universum.
Geflecht von Nervenzellen (Quelle und (c): Human Brain Project)
Will man eine Initiative gut verkaufen, so hilft ein schöner Name. So taufte Obama das US-Projekt in einer Pressemitteilung auf den Namen „Brain Research Through Advancing Innovative Neurotechnologies“, oder – zünftig angekürzt – BRAIN. Zweck der Übung sei es, Techniken zu entwickeln, mit denen Tausende oder gar Millionen von Neuronen gleichzeitig belauscht werden können. Viele Hirnforscher haben da die Ohren gespitzt und wollten Genaueres erfahren. Klare Antworten haben sie aber nicht gekriegt, wie man beispielsweise hier auf dem Blog Scicurious nachlesen kann. Der Verdacht liegt nahe, dass man nicht untätig aussehen wollte, während die EU ein angeblich wegweisendes Projekt aufs Gleis setzt.
Betrachtet man die Qualität der Pressemitteilungen und das Design der Webseite, so liegen die Europäer mit „ihrer“ Initiative, dem Human Brain Project klar vorne. Hier ist das erklärte Ziel, das Gehirn zu verstehen, indem man lernt, es zu simulieren. Warum aber fällt es mir so schwer, mich über die Forschungsmilliarde für die Neurobiologie zu freuen? Nun, es gibt in Deutschland und der Schweiz, in England, Frankreich und einigen anderen EU-Ländern jede Menge erstklassige Hirnforscher mit Hunderten von förderungswürdigen Projekten. Und ich kann noch nicht so recht glauben, dass die HBP-Milliarde nicht anderswo zumindest teilweise wieder abgezogen wird.
Zuletzt durften wir außerdem beim Human Genome Project erleben, dass ein einzelner Mann (Craig Venter) mit ein paar Risikokapitalgebern ebenso viel auf die Beine gestellt hat, wie der Staat mit einem milliardenschweren Forschungsprogramm. Es würde mich nicht überraschen, wenn es den Brüsseler Gigantomanen genauso erginge.
Auf die Frage, warum wir eigentlich schlafen (müssen), haben Forscher der Rochester University eine überraschende neue Antwort gefunden: Bei Mäusen – und vermutlich auch bei Menschen – wird das Denkorgan regelrecht durchgespült, wenn der Körper ruht. Indem sie den Tieren einen Farbstoff injizierten konnten die Forscher zeigen, dass ein Netzwerk aus Mikro-Kanälen sich im Schlaf um 60 % vergrößert, und dass dadurch der Fluss der Nervenflüssigkeit zunimmt. Abfallprodukte, wie beispielsweise das bei der Alzheimerkrankheit anfallende Beta-Amyloid können dann besser abtransportiert werden, berichtete Science im Oktober.
