Wieder ist es diese Zeit des Jahres! Während sich das Jahr 2022 dem Ende zuneigt, habe ich über die Biotech- und Life-Science-Geschichten des Jahres nachgedacht, die mietfrei in meinem Kopf leben. Hier sind die ganz oben auf der Liste.

Gehirnimplantate hatten einen großartigen Lauf

In einem ersten, ein gelähmter Mann bediente gleichzeitig zwei Roboterarme mit seinem Verstand, wodurch er sich zum ersten Mal seit Jahren wieder selbst ernähren konnte. (Und es war Kuchen!) Implantate einem Mann geholfen mit Locked-in-Syndrom– mit scharfem Verstand, aber gelähmtem Körper – übersetzen seine Gedanken in Sätze und öffnen ein Tor, um endlich mit seinen Lieben zu kommunizieren. Gedächtnisprothetik – eine geniale Idee, um das Gedächtnis mit einem Implantat zu stärken –erzielte ihre erster Erfolg In Leuten. Ein Rückenmarksstimulator, das auf einem neuen Algorithmus basiert, der die natürlichen elektrischen Impulse nachahmt, die das Gehirn verwendet, um die Bewegung des Unterkörpers zu steuern, half vollständig gelähmten Menschen, an nur einem Tag mit Unterstützung aufzustehen und zu gehen. Innerhalb weniger Monate fuhren sie auf Segway-ähnlichen Rädern durch die Straßen der Stadt, schwammen und fuhren Kajak, wobei sie ein handelsübliches Tablet zur Steuerung ihrer Bewegungen verwendeten.

Wir wissen viel mehr über das Altern – teilweise dank Welpen

Das Hundealterungsprojekt verfolgt 60,000 Hunde, die zu Hause altern, und verfolgt Genetik, Stoffwechsel und Mikrobiomfaktoren, die das gesunde Altern beschleunigen (oder entgleisen). Ziel ist es, Einblick in ihren Alterungsprozess zu gewinnen, der auch unseren eigenen beeinflussen könnte. In einem ersten, eine kontrollierte Studie am Menschen bestätigte frühere Erkenntnisse bei Fliegen, Würmern und Mäusen, dass das Reduzieren von Kalorien die gesunde Lebensdauer erhöht (nicht die beste Nachricht, um sich diesem Jahresendfest hinzugeben).

Teilweise zelluläre Reprogrammierung, eine Technologie, die das Alter einer Zelle drastisch reduziert und ihr dennoch ermöglicht, ihre Identität zu bewahren – im Gegensatz zur Umwandlung in Stammzellen – erregte die Aufmerksamkeit der Giganten des Silicon Valley als Durchbruch in Sachen Langlebigkeit. „Alternde Uhren“, basierend auf Epigenetik, kombiniert mit KI, um das biologische Alter einer Person und den damit verbundenen Gesundheitszustand zu messen, in der Hoffnung, altersbedingte Krankheiten zu finden und sie im Keim zu ersticken.

Blockbuster, atemberaubende Studien im Megamaßstab

In einer überwältigenden Leistung, eine Mannschaft verwendeten CRISPR, um nahezu jedes Gen – den Genotyp – umfassend seiner Funktion zuzuordnen. In einem anderen, genetische Sequenzierung von über 12,000 Tumoren erstellt eine Datenbank von DNA-Mutationen, die zu mehreren Arten von Krebs führen. Das Gehirn bekam auch die Big-Data-Behandlung, mit einer Studie, die fast 125,000 Scans über die gesamte Lebensdauer hinweg verwendet, um einen Atlas der Veränderungen mit zunehmendem Alter zu erstellen.

Der Umfang dieser Studien ist nicht der Punkt – vielmehr bieten die Datenbanken beispiellose Einblicke in die menschliche Biologie, einschließlich mehrerer genetischer Hintergründe und ethnischer Zugehörigkeiten. Alle Open-Access-Ressourcen sind eine Fülle von Informationen, die Wissenschaftler für individuelle Projekte nutzen können. Kann zum Beispiel ein bekannter Trend verschiedener Krebsarten durch bestimmte genetische Mutationen erklärt werden? Oder können wir anhand des Langlebigkeits-Hirnatlas Faktoren erkennen, die zu frühen Anzeichen von Demenz oder Alzheimer beitragen?

Xenotransplantation macht es zum Menschen

Es gibt einen drastischen Mangel an verfügbaren Transplantationsorganen – so sehr, dass es einen ethisch angespannten, aber regulierten Markt für Organspenden gibt.

Eine Lösung besteht darin, Organe einer anderen Art zu requirieren – insbesondere von Schweinen. Ihre Organe sind in Größe und Funktionalität unseren ähnlich, was sie zu potenziell wertvollen Spendern macht. Obwohl von heftigen Immunabstoßungen geplagt, hat die Blue-Sky-Idee in den letzten Jahren zunehmend an Fahrt gewonnen.

Zurück in 2017fanden mehrere Teams heraus, dass Nieren von Schweinen, die gentechnisch verändert wurden, um ihre Fähigkeit, Immunantworten im Wirt auszulösen, zu dämpfen, einen Rhesusaffen mehr als 400 Tage lang am Leben hielten, bevor das Organ abgestoßen wurde. Im Jahr 2021 und Anfang dieses Jahres wurden Nieren von stark genetisch veränderten Schweinen in hirntote Menschen transplantiert, die ihre Funktion für mindestens 50 Tage aufrechterhielten.

Ein Teil des Erfolgs kommt von CRISPR. Schweineorgane können in ihrem Genom eine Familie von Viren tragen, die als PERVs oder porcines endogenes Retrovirus bezeichnet werden. Während sie für Schweine gutartig sind, sind sie für Menschen tödlich. Mit CRISPR, im Jahr 2015 angegeben Wissenschaftler bearbeiteten über 60 Schweinegene, die für Immunabwehr und Virusinfektionen verantwortlich sind, und ermöglichten es einem transplantierten Schweineherz, über ein halbes Jahr in einem Pavian zu überleben.

Anfang dieses Jahres Herztransplantation vom Schwein zum Menschen ging vom Mondschuss in die Realität. Mit einem versagenden Herzen und ohne Chance auf eine menschliche Herztransplantation wurde einem Patienten von der FDA „compassionate use“ gewährt. Das Schweineherz mit 10 genetischen Modifikationen wurde entwickelt, um Immunantworten zu begrenzen. Zwei Wochen nach der Implantation sah alles gut aus; Der Patient überlebte mit dem Schweineherz, und sein Immunsystem akzeptierte das Herz anscheinend.

Aber ungefähr einen Monat später nahm er eine Wendung zum Schlimmsten. Zwei Monate nach der Transplantation starb er. Das transplantierte Herz trug ein Schweinevirus, eine häufige – aber behandelbare – Infektion, wenn es früh erkannt wird, um das Herz möglicherweise am Laufen zu halten.

Es ist ein verheerender Verlust, besonders für die Familie des Freiwilligen David Bennett Sr. Der gefährliche Prozess lässt Bioethiker fragen, wo die Grenze für Transplantationen vom Schwein zum Menschen gezogen werden soll. Doch Bennetts Tapferkeit sorgte dafür unschätzbare Einsicht in die Xenotransplantation beim Menschen – wie zum Beispiel bessere Möglichkeiten, Schweineviren zu bekämpfen und das Immunsystem des Wirts in Schach zu halten. Mit mehrere Unternehmen Renn- Um Xenotransplantate sicher auf den Markt zu bringen, könnten wir im kommenden Jahr weitere Versuche sehen.

Neue Technologie zur Vorhersage und Bekämpfung von Virusinfektionen

Ja, ich weiß. Wir sind alle krank und müde von Covid-19. Aber da die Grippe, RSV und neue Covid-Varianten eine dreifache Bedrohung darstellen, besteht eine zunehmende Notwendigkeit, bei der Entwicklung dieser Viren immer einen Schritt voraus zu sein. Eine Idee ist, Antikörper, die durch ein Virus ausgelöst werden, beispielsweise SARS-CoV-2, das Covid verursacht, als Therapeutikum zu profilieren. Doch mit der weltweiten Verbreitung der Omicron-Variante und ihrer Untervarianten verlieren Antikörper schnell ihre Wirksamkeit.

Virale Mutationen – seien es SARS-CoV-2, HIV oder Grippeviren – treten schnell auf. Die Entwicklung von Therapien auf der Grundlage von Antikörpern ist im Grunde ein Schlag-auf-Maus-Spiel. Anstatt der nächsten Variante nachzujagen, wie wäre es, Antikörper zu finden, die gegen virale Veränderungen widerstandsfähig sind?

Mehrere Teams können jetzt neue virale Variantensuppen analysieren – oder sogar vorhersagen. Eine Studie verfolgten, wie das Covid-19-Virus Tausenden von Antikörpern entgeht, und lokalisierten Mutationen, die ihnen helfen, der Immunität zu entgehen. Ein ähnlicher Ansatz prognostizierte Varianten basierend auf Antikörpern von Menschen, bei denen früher Covid-19 diagnostiziert wurde: So erkannte das Team beispielsweise, dass selbst Menschen, die sich zuvor von einer frühen Omicron-Variante erholt hatten, von der BA.5-Variante planiert werden könnten, die jetzt für die meisten Infektionen verantwortlich ist .

Während nur ein halber Schritt vor viralen Mutationen stand, führte das Team durch Richard Cao, ist führend darin, Daten für neue Varianten zu generieren und diese mit der Welt zu teilen. Die Daten könnten helfen, Antikörperbehandlungen zu finden, die widerstandsfähiger gegen virale Mutationen werden. Covid-19 ist nur der Anfang; ein universeller Grippeimpfstoff oder einer gegen HIV – beide bekannt für ihre Mutationsfähigkeit – könnten ebenfalls von den Erkenntnissen profitieren.

Ehrfürchtig seltsame Studien

Ein einzigartiger Materialtyp, der Metaoberflächen nutzt öffnete die Tür zur menschlichen Telepathie. Gefriergetrocknete Hautzellen von Mäusen geboren gesunde Welpen. Hunderttausende isolierter Neuronen in einer Schale Pong spielen gelernt in Minuten.

In der Synthetischen Biologie, ein künstlicher Mutterleib über acht Tage lang Mausembryos am Leben erhalten und damit das nächste Kapitel der künstlichen Fortpflanzung aufgeschlagen. EIN kleine Maus namens Xiao Zhu hat die Grenzen des Feldes überschritten, lebendig und gedeihend, während es ein künstlich verschmolzenes Chromosom beherbergt, das eine Nummer weniger ist als die übliche Chromosomenzahl einer Maus.

2022 war ein großartiges Jahr der wissenschaftlichen Erforschung. Das sind nur die Geschichten, die mich berührt haben. Ich bin gespannt, was das neue Jahr zu bieten hat, und teile mit Ihnen faszinierende, tiefgründige und absolut seltsame neue Forschungsergebnisse wohin noch nie jemand gegangen ist.

Bild-Kredit: Maximiliano D'Angelo und Martin Hetzer, Salk Institute

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• Quelle: https://singularityhub.com/2022/12/28/from-wild-to-weird-the-top-5-biotech-trends-of-2022/