Neues aus der Zukunft #20: Die mit GDF11, Metallnerven, Cybathlon, Biosensoren, Petition und der ISS

Donnerstagmorgen sind dafür da, um zu schauen, was während der letzten 20 Ausgabe von NadZ (nicht) passiert ist. Unsere Zivilgesellschaft stellt sich weiterhin gegen die Vorratsdatenspeicherung, zwei verstorbene Päpste wurden für beeindruckendes Papsting heiliggesprochen, es gab keine einzige Roboterrevolution und die Erde wurde nicht von einem Asteroiden vernichtet.

Gute Arbeit, liebe Leser. Macht weiter so!

In dieser #20 gibts wieder mal schöne Nachrichten, die etwas mit jungen und alten Mäusen zu tun haben. Aufgemerkt: ich wiederhole mich dabei nicht, es werden tatsächlich dauernd neue Studien veröffentlicht, die unterschiedliche Ansätze verfolgen und Aufregendes vermelden. Erinnert Ihr Euch noch an meinen ersten Satz in der ersten NadZ-Ausgabe? “Hi, ich bin Carlo Zottmann, und ich werde 140 Jahre alt, mindestens.” Meine Meinung zu dem Thema hat sich nicht geändert. ;)

Die ersten Crowdfunding-Zahlen sind da: 10 Unterstützer haben sich seit der letzten Ausgabe gefunden, in der ich meine Patreon-Kampagne vorgestellt habe. Ich danke Euch! Ihr seid dufte. :) Die Aktion läuft natürlich weiter, wer also etwas zu NadZ beisteuern möchte: <3, danke.

Habt Ihr eine Meinung dazu? Gut, schlecht, weiss nicht? Schreibt mir Mails! Mich würde auch mal interessieren, ob Ihr die Ausgaben als zu lang, zu kurz oder als gerade richtig empfindet.

Bis in zwei Wochen,

—Carlo.

PS: Über die so! guten! Nachrichten!, die ich beim letzten Mal erwähnte, kann ich definitiv in der nächsten Ausgabe berichten. Hurra!

GDF11: das Jungbrunnen-Protein

Drei neu veröffentlichte Studien, die die langjährige Arbeit zweier unabhängiger Forschungsgruppen in Cambridge und Kalifornien (USA) zusammenfassen, bringen mich zum fröhlichen Kichern: die Wissenschaftler untersuchten den Effekt eines Proteins namens GDF11, das im Blut junger Mäuse (und auch junger Menschen) vorkommt, aber so gut wie gar nicht mehr im Blut ihrer alten Artgenossen.

Durch Bluttransfusionen, durch gezielte Injektionen und auch durch ein verstörendes Verfahren namens Parabiose 1 wurden alte Mäuse mit jenem Protein versorgt — und ihre Muskeln, Herzen und auch Hirne wurden wieder jugendlich. Die Ergebnisse sind dramatisch und verheissen Großes:

  • Die im Alter erschlafften oder verhärteten Herzmuskeln wurden wieder geschmeidig und kräftig, die Herzen arbeiteten wie bei Jungtieren.
  • In den Hirnen der alten Tiere bildeten sich neue Blutgefässe, und auch der Blutfluss wurde erhöht — ebenfalls wie bei Jungtieren, die Mäuse waren in Tests geistig agiler als ihre Artgenossen aus Kontrollgruppen.
  • Die Muskeln regenerierten sich ebenfalls, die Tiere wurden leistungsfähiger und fitter.
  • Der feine Geruchssinn der Nager kehrte zurück, sie schreckten vor unangenehmen Gerüchen ebenso schnell zurück wie die Jungen.

Man könnte sagen: das Erhöhen des GDF11-Protein-Levels drehte bei den Mäusen für jedes untersuchte Organ die Uhr zurück. Und wie bereits erwähnt, kommt GDF11 ebenfalls in Homo Sapiens vor.

Aber: GDF11 ist nur ein Protein von vielen, und es ist sehr wahrscheinlich nicht das Allheilmittel gegen das Altern. Einige Wissenschaftler, die an den Studien beteiligt waren, und auch einige, die nichts damit zu tun hatten, vermuten, dass das Protein nur ein einzelner Baustein ist unter vielen, die noch unbekannt sind. Mehr Forschung ist nötig, und es ist nicht gesagt, dass sich die Ergebnisse der Studien 1:1 auf Menschen übertragen lassen. Und möglicherweise existieren auch Risiken, die sich erst in weiteren Experimenten zeigen — wer weiss.

Also bleiben wir ruhig, hoffen wir auf das Beste und beobachten wir die Sache. (Diese Aufforderung geht in erster Linie an mich selbst.) Derweil sind die Forscher mit Risikokapitalgebern in Gesprächen, um rasch finanzielle Mittel für weitere Forschung und eventuelle prä-klinische Tests zu sichern. Sollten keine Showstopper auftreten, gehen sie von ersten klinischen GDF11-Tests an Menschen in den nächsten 3 bis 5 Jahren aus.

Aber bei aller gebotenen Vorsicht sind dies in meinen Augen ganz, ganz famose Neuigkeiten. :)

(Für etwas tiefergehende deutschsprachige Meldungen zum Thema empfehle ich die Artikel von Motherboard und NZZ, Links siehe weiter unten.)

Nerven aus Stahl

Forschern an der Tsinghua-Universität in Beijing (China) haben in Experimenten gezeigt, dass die Enden von durchtrennten Nerven mithilfe sog. flüssiger Metalle wieder verbunden werden können, so dass durch die Nerven wieder Signale übertragen werden. (Flüssige Metalle sind Metalle, deren Schmelzpunkt unterhalb der Zimmertemperatur liegt.) Im Labor verbanden die Forscher die Nervenenden eines durchtrennten Ochsenfrosch-Beinmuskels mit einem dünnen Strang einer Gallium-Indium-Selenium-Legierung. Die Signale, die sie dann an einem der Enden anlegten, liefen nahezu verlustfrei durch das sehr gut leitende Metall zum anderen Ende hin.

Die Vision des Teams ist, durchtrennte Nervenpartien, die z.B. durch Unfälle entstanden sind, schnell umgehen zu können, um eine Heilung zu ermöglichen. Nerven wachsen pro Tag nur ca. 1 Millimeter, und es kann bei Verletzungen lange dauern, bis gekappte Enden sich wieder verbinden. In dieser Zeit liegt aber u.U. die Signalübertragung vom Hirn zu den verbundenen Muskeln brach, was nachhaltige Schäden mit sich bringen kann. Die Forscher arbeiten nun an speziellen “Nervenprothesen”, die die durchtrennten Sektionen überbrücken können, um das Wachstum der Nerven zu stimulieren und dabei auch die Muskelfunktionen zu erhalten.

Die Idee und ihr Prototyp sind ziemlich vielversprechend, aber es gibt (wenig überraschend) noch einige Unklarheiten, z.B. wie der menschliche Körper auf das Metall reagieren würde, sowie ob und wie stark die Muskeln von einer solchen Behandlung profitieren würden.

Was mich daran happy macht

Selbst nach Jahrzehnten der Forschung gibt es immer noch keine wirklich effektive Methoden für das Verbinden durchtrennter Nerven. Das ist ein Problem, das gelöst werden will, und die chinesische Studie macht Hoffnung!

Plus: die Idee, ein wenig Terminator-Technik im Körper zu haben, ist doch cool, oder? ;)

Cybathlon 2016

In gut zwei Jahren, am 8. Oktober 2016, wird in der Schweiz der erste Cybathlon starten — eine Veranstaltung wie die Olympischen Spiele, nur für Cyborgs, also Menschen mit bionischen Prothesen und Assistenzsystemen. Sie wird mehrere Disziplinen bieten, u.A. Wettläufe für Träger bionischer Beinprothesen und auch virtuelle Rennen, die über Hirn-Computer-Schnittstellen ausgetragen werden. Die Gemeinsamkeit aller Disziplinen: sogenannte “Assistenzsysteme” sind nicht nur gestattet, sondern explizit erwünscht, ebenso wie robotische Technik.

Die Organisatoren hoffen, dass ihr Cybathlon einen ähnlichen Effekt auf die Bionik hat wie der Ansari X-Prize, der über die letzten zwei Jahrzehnte den NewSpace-Boom 2 ausgelöst und befeuert hat, oder auch die DARPA Grand Challenge, die sich auf autonome Fahrzeuge fokussierte, und aus der u.A. Google X’ selbstfahrende Automobile hervorgingen.

Was mich daran happy macht

Das ist die erste Sportveranstaltung, die ich freiwillig besuchen würde — das allein bringt mich schon aus der Fassung. ;)

Ich denke, solch öffentliche “Spektakel” (im positivsten Sinne des Wortes) sind geeignete Instrumente, um die Menschheit langsam an die Idee zu gewöhnen, dass Prothesen und bionische Technik langsam die Labore verlassen. Wir werden sicherlich in nicht allzu ferner Zukunft den Punkt erreichen, wo der Grund für viele Implantate und Prothesen nicht zwangsläufig ein vorangeganger Unfall ist, sondern die bewusste Entscheidung ihrer Besitzer.

Für einen (winzigen) Einblick in das, was heute schon möglich ist, und Ausblick auf das, was noch kommen kann & wird, empfehle ich den aktuellen TED-Talk von Hugh Herr, dem Chef der Biomechatronics-Gruppe des MIT Media Lab: “The new bionics that let us run, climb and dance” (Video, 19:00 min, englisch).

Protein-basierte Biosensoren

In den letzten vier Jahren ist ein Team um Joshua Leonard, Assistenzprofessor für chemisches und biologisches Engineering an der Northwestern McCormick School of Engineering and Applied Science, 3 der Frage nachgegangen, ob und wie man einen Protein-basierten Biosensor auf einer organischen Zelle anbringen kann.

Ein solcher Sensor könnte das Umfeld der Zelle überwachen, und bei bestimmten Gegebenheiten in ihr unterschiedliche Mechanismen auslösen. Zum Beispiel könnte ein solcher Sensor feststellen, wenn sich die Zelle neben einem Tumor befindet, ein Signal an den Zellkern abgeben, der dann die Produktion von Tumor-tötende Chemikalien oder Proteinen beginnt. Solch veränderte Zellen würden durch den Körper reisen, und ihre “Programme” triggern, wenn sie an der richtigen Stelle angekommen sind.

Nun, Dr. Leonard’s Forschung war erfolgreich: seine Gruppe hat Mitte April eine derartige Technologie vorgestellt. Sie haben genau diese Art von Biosensor-Plattform entwickelt. Diese ist so konzipiert, dass mehrere Sensoren an eine einzelne modifizierte Zelle angedockt werden können, und sich dabei gegenseitig nicht ins Gehege kommen — Biomechanikern ist damit die Möglichkeit gegeben, für unterschiedliche Szenarien unterschiedliche Aktionen zu “programmieren”.

Was mich daran happy macht

Die Behandlung von Krankheiten (z.B. Krebs) ist eine Sache. Die punktgenaue Behandlung von Krankheiten ist eine andere. Die neue Technologie, die das McCormick-Labor entwickelt hat, zielt auf die hyperlokale Behandlung von Problemen ab, die ohne die Schädigung des umgebenden Gewebes auskommt. Wobei ich da allerdings auch potentielle Anwendungsmöglichkeiten auf dem Gebiet der, ach, sagen wir der Langlebigkeitsforschung sehe. :)

Zu guter Letzt…

+ Ein gemeinsames Projekt der Carnegie Mellon University und Disney Research (Pittsburgh, USA) hat einen 3D-Drucker für flauschige Sachen hervorgebracht. Das Konzept ist das gleiche wie bei herkömmlichen Druckern: die Maschine wird mit einem 3D-Modell gefüttert, und druckt es Schicht für Schicht aus. Nur können es in diesem Fall Teddies und Mützen sein, für die der Drucker Wolle und Kunststofffasern verfilzt. Heiss! Und für all jene, die jetzt sehnsüchtig Omas guter alter Handarbeit nachtrauern: müsst Ihr nicht, denn auch da gibt es Neues — auf meines Kollegen Lutz’ Strickblog MaleKnitting.de. :)

+ Am 18. April startete von Cape Canaveral aus eine neue Lieferung für die ISS. Lieferant (wie schon mehrfach vorher) ist die kalifornische Firma SpaceX. Dieser Start war aber etwas Besonderes: die erste der Stufen der Rakete vom Typ Falcon 9 kehrte zur Erde zurück, um zu landen! Es handelte sich um den ersten “öffentlichen” SpaceX-Test in ihrem laufenden Projekt, Raketen wiederverwendbar zu machen (mehr dazu in Ausgabe #2, “Wirtschaftlichkeit… IN SPACE”). Die Landung erfolgte bei diesem ersten Live-Test aus Sicherheitsgründen noch über dem offenen Meer — die Stufe bremste erfolgreich über dem Ozean ab, und wäre eine ebene Fläche und keine tosende See an dieser Stelle gewesen, hätte sie sich selbständig geparkt. Fantastisch! Warum das eine große Sache ist, hat Jason Dorrier sehr schön auf Singularity Hub zusammengefasst: “Can Elon Musk And SpaceX Take Space Travel From Evolutionary To Revolutionary?”.

+ Dass nicht alle Frauen weltweit die gleichen Rechte geniessen, ist bekannt (und zum Wahnsinnigwerden). Vor ein paar Wochen startete die 18-jährige Inderin Amala Dasarathi deshalb eine Petition auf Change.org, in der sie die Verkehrsbetriebe von Bangalore (BMTC) dazu aufrief, auf die wiederkehrende Belästigung von Frauen in ihren Bussen zu reagieren. Innerhalb kürzester Zeit kamen über 50.000 Unterschriften aus aller Welt zusammen, und Amala konnte Anfang dieser Woche einen Erfolg vermelden:

[…] Die Verkehrsbetriebe von Bangalore (BMTC) haben begonnen, in allen Bussen eine gut sichtbare Notruftelefonnumer für Frauen einzurichten. Der Geschäftsführer Kumar Pushkar hat direkt auf meine Petition mit einem Antwortschreiben reagiert! Neben der Telefonnummer wir es noch weitere Maßnahmen geben, wie z.B. spezielle Sitzbereiche nur für Frauen, ein Training für Busfahrer (zur Sensibilisierung für das Problem), Überwachungskameras in den Bussen und regelmäßige Aufklärungskampagnen. […]

Babyschritte, sicher — aber jeder kleine Erfolg zählt! Ja, auch solch eine Meldung gibt mir Hoffnung für die Menschheit.

+ Wer möchte einen Live-HD-Videostream von der ISS? Ihr möchtet einen Live-HD-Videostream von der ISS. Einige der Kamerakomponenten, die jetzt an der Station kleben, wurden u.A. von Schülern und Studenten entwickelt. Zum Vergleich: meine Schulprojekte in den 80ern drehten sich primär um das Sammeln von Flaschen und Altpapier ( “Sekundärrohstoffe”), dem Verunglimpfen des Klassenfeindes ( “der böse Westen”) sowie das Dummrumstehen in FDJ-Uniform ( “für den Weltfrieden”). Heh.

  1. Siehe Wikipedia: ”[…] ein umstrittenes Verfahren bei Tierversuchen, bei dem zwei Organismen durch eine Operation verbunden werden, um Stammzellen zu entwickeln wird Parabiose genannt.” ↩︎

  2. Siehe das NewSpace-Thema in NadZ #9. ↩︎

  3. Das passt auf keine Visitenkarte. ↩︎

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Carlo Zottmann @czottmann