Maschinelles Lernen wird zum Teil unseres Alltags

Google – Unfassbar innovative Datenkrake. Gegründet 1998 und aus unserem Leben nicht mehr wegzudenken.

Im Jahre 2016 als Tochtergesellschaft der Konzernmutter Alphabet firmierend, forschen die relativ geheimen Labore Google’s, besser bekannt als Google X, an faszinierenden Produkten, die viele Menschen sicherlich für Science-Fiction halten werden.why-need-img-2

Beginnend bei autonomen Autos, Robotern, Quantencomputern, Smartphones, Betriebssystemen, Blutzuckermessenden Kontaktlinsen, bis hin zu einer Technologie, die die Welt noch viel weitgehender verändern wird: der künstlichen Intelligenz.

Basierend auf neuronalen Netzwerken, also Computern, die wie ein Gehirn aufgebaut sind, nutzt Google das sogenannte maschinelle Lernen, oder auch „Deep learning“ genannt, und kombiniert diese mit Big Data-Ansätzen, um so Computern z.B. das menschliche Denken bzw. menschliche Intelligenz anzutrainieren. Vor einiger Zeit konnte dem sogenannten Google Brain (einem Verbund aus 1000 Computern, zusammengeschlossen zu einem neuronalen Netzwerk, für mehr Infos: https://research.google.com/teams/brain/) das Unterscheiden von menschlichen Gesichtern und dem von Katzen beigebracht werden (http://arxiv.org/abs/1112.6209).

Nun münden diese Anstrengungen auch erstmals in einem Produkt des Alltags: dem Google Translator. Jeder kennt diese App oder Web-App und ist nicht gerade zufrieden mit seiner Genauigkeit bei Übersetzungen, vor allem von weniger bekannten Sprachen ins Deutsche. Dies wird sich nun grundlegend ändern, da durch dieses Update ein auf „Deep learning“ basierender Algorithmus implementiert wird, der die Genauigkeit der Übersetzungen um bis zu 60% steigern soll. Faszinierend, unser Leben enorm erleichternd, aber auch durchaus beängstigend, wenn man die kombinierte Anwendung aller Google-Technologien bedenkt. Dazu aber in einem weiteren Beitrag mehr.

http://www.nature.com/news/deep-learning-boosts-google-translate-tool-1.20696?WT.mc_id=FBK_NatureNews

Bildquelle: www.google.com

Share On Facebook
Share On Twitter
Share On Google Plus
Share On Linkedin
Share On Pinterest
Share On Reddit
Share On Stumbleupon
Contact us

​Aducanumab – Hoffnung im Kampf gegen das Vergessen

Dieser kryptischer Name steht für einen sehr erfolgversprechenden mono-klonalen Antikörper zur Therapie des Morbus Alzheimer. Erste Studien in Mäusen und an Patienten konnten zeigen, dass die zeit- und dosisab-hängige Gabe von max. 10 mg(kg Körpergewicht des Antikörpers die Konzentration an den wahrscheinlich ursächlichen ß-Amyloiden senken und auch den Fortschritt der Krankheit verlangsamen konnte. Sollten die anstehenden Phase-III-Studien erfolgreich verlaufen, so werden gleich 2 Fliegen mit einer Klappe geschlagen:

1. die ß-Amyloid-Hypothese wird bestätigt und
2. steht uns endlich eine sehr vielversprechende Therapieoption zur Verfügung.

Ich drücke den beteiligten Forschern die Daumen. Für uns alle…

http://www.nature.com/nature/journal/v537/n7618/full/nature19323.html

Share On Facebook
Share On Twitter
Share On Google Plus
Share On Linkedin
Share On Pinterest
Share On Reddit
Share On Stumbleupon
Contact us

Die Sache mit den Energy Drinks

Red BullEnergy Drinks sind kaum noch wegzudenken aus der heutigen Zeit und in Maßen konsumiert sollen sie kein Problem darstellen. So die einstimmige Meinung. Doch mehren sich die Studien, die einige Gesundheitsbedenken hervorrufen. Dass Energy Drinks in Verbindung mit Alkohol nicht das Gelbe vom Ei sind, wurde schon vor einigen Jahren gezeigt. Auch häufen sich die Studien, die die negativen Auswirkungen auf unser Herzkreislauf-System beschreiben. Nicht ganz unverständlich, wenn man sich anschaut, was in einer Dose dieser Getränke enthalten ist.  U a. 240 mg Koffein, 1- 2000 mg Taurin (einem Abbauprodukt der Aminosäuren Cystein und Methionin) und Guaraná-Extrakt. Alles aufputschende Substanzen. Wer diese neue Studie nun liest, wird vielleicht seine Meinung langsam aber sicher ändern. Zugegeben, die Testgruppe ist sehr klein (ganze 25 Probanden) und die Studie bezieht nur eine kurze Zeitspanne mit ein, dennoch finde ich die Resultate beeindruckend. Im negativen Sinne. Aber was wurde denn nun genau gemacht?

Wissenschaftler der Mayo Clinic aus Rochester in Minnesota (USA) untersuchten die Auswirkungen eines Energydrinks eines bekannten Herstellers (nein, nicht des in der Abbildung gezeigten Herstellers). Sie ließen 25 gesunde, nicht-rauchende und junge Probanden (Durchschnittsalter 29 Jahre) innerhalb von 2 Tagen eine große Dose (480 ml) des Getränks innerhalb von 5 Minuten und ein vergleichbares Getränk ohne die aufputschenden Zusätze trinken.

Folgendes konnte beobachtet werden:

1. Der Blutdruck stieg nach dem Konsum um 6,2% (Systole) und 6,8% (Diastole)

2. Der Noradrenaline-Wert gar um 73,6 %. Dies ist insofern bedenkenswert, da erhöhte Konzentrationen auch bei Krankheitsbildern, wie der Herzinsuffizienz zu finden ist.

Wichtig: diese Studien sollen keine Panik erzeugen und auch niemandem vorschreiben, was er wann und wo trinken soll. Dennoch ist es wichtig, zu wissen, wozu manch synthetisches Getränk führen kann.

Original-Studie: http://jama.jamanetwork.com/article.aspx?articleid=2469194

Share On Facebook
Share On Twitter
Share On Google Plus
Share On Linkedin
Share On Pinterest
Share On Reddit
Share On Stumbleupon
Contact us

Das alte Lied vom Rauchen

Liebe Leser,

als Ex-Raucher ist mir das Thema Zigaretten ein sehr Wichtiges. Wie der neue Raucher-Atlas des Deutschen Krebsforschungsinstituts (DKFZ) schreibt, „sterben 121.000 Menschen in Deutschland an den Folgen des Rauchens.“ Das sind 13,5% der jährlichen Todesfälle in Deutschland. Zudem wird im Norden mehr geraucht, als im Süden.

http://www.dkfz.de/de/presse/pressemitteilungen/2015/dkfz-pm-15-49-Tabakatlas-Deutschland-2015-Neue-Daten-neue-Fakten.php

Dabei ist es tatsächlich einfach aufzuhören mit dem Rauchen. Man muss nur wollen, seine Lungen nicht mehr mit über 7000 chemischen Verbindungen zu behandeln, wovon 70 dieser Verbindungen bewiesenermaßen karzinogen, sprich krebserregend, sind.

Das Rauchen ist wie ein langsamer Selbstmord, für den man auch noch bezahlt.

Zigaretten

Share On Facebook
Share On Twitter
Share On Google Plus
Share On Linkedin
Share On Pinterest
Share On Reddit
Share On Stumbleupon
Contact us

3 Engel für den Darm – Wie Bakterien den Darm schützen können

BakterienGut-microbiota.pngjeder kennt sie, viele hassen sie. Die Wahrheit ist: die meisten Arten sind gut, ja sogar überlebenswichtig. Nur wenige sind böse, sprich pathogen, verursachen also Krankheiten.  Und sie leben überall, man spricht vom humanen Mikrobiom. Dabei besiedeln sie unsere Haut und auch unseren Darm. Dieser  beherbergt schätzungsweise unglaubliche 1014 bakterielle Zellen und somit zehn mal mehr Zellen als unser Körper besitzt. Und das hat auch seinen Grund:  ohne unsere bakteriellen Darm-Bewohner, der sogenannten intestinalen Mikrobiota (bestehend aus ca. 500 – 1000 verschiedenen Arten), wäre unsere Verdauung ineffektiv. Sie helfen uns allgemein dabei unsere Nahrung zu verdauen (im Zusammenspiel mit körpereigenen Enzymen, wie dem Pepsin) versorgen uns mit Vitaminen, kurzkettigen Fettsäuren und helfen uns auch beim Abbau von körperfremden Stoffen, die uns sonst schaden könnten. Sehr wichtig und wenig bekannt, ist aber der Aspekt der Kolonisationsresistenz. Würde unser Darm nicht von Arten, wie z.B. Lactobacillus rhamnosus GG oder  Bifidobacterium lactis besiedelt, könnten sich pathogene Arten wie Clostridium difficile  oder auch der berühmt-berüchtigte enterohämorraghische Escherichia coli, besser bekannt als EHEC, im Darm festsetzen, sich dort vermehren und zu sehr gefährlichen Erkrankungen bis hin zum Tode führen. Das vorherrschende Gleichgewicht zwischen guten und bösen Bakterien ist also sehr wichtig und somit schützenswert. Und es ist so einzigartig, wie ein Fingerabdruck. Unser Mikrobiom begleitet uns sogar, egal, wo wir hingehen. Ein Durcheinanderwirbeln dieses hochsensiblen Miteinanders kann zu Fettleibigkeit (Adipositas) führen, wie aktuelle Studien zeigen konnten, oder sogar zu chronisch-entzündlichen Darmerkrankungen und Typ 1-Diabetes.

Aufgrund dieses faszinierenden Zusammenspiels und seiner Komplexität, bin ich strikt gegen die unbedachte Verschreibung von Antibiotika. Denn diese bakterien-tötenden oder das Bakterienwachstum hemmenden Moleküle wirken leider nicht gezielt genug, sprich bei einer oralen Antibiotika-Therapie, vor allem beim Einsatz von sogenannten Breitband-Antibiotika, wird auch die für unsere Gesundheit so wichtige Darmflora in Mitleidenschaft gezogen. Stellen Sie sich ein Schleppnetz auf dem Grund des Darmbodens vor, welches einfach alles mitnimmt, was ihm im Weg steht und nur noch eine tote Einöde hinterlässt. Mit teilweise verheerenden Folgen.

Genau hier kommen die berühmten Probiotika ins Spiel. Dazu muss man sich keine teuren Produkte diverser Großkonzerne kaufen, es genügt auch der Verzehr von normalem Joghurt oder Sauerkraut. Nach einer Antibiotika-Therapie kann man seine Darmflora zum Glück in den meisten Fällen wiederherstellen, indem man Produkte verzehrt, die diese guten Bakterien, wie Lactobacillen und Bifidobakterien, enthalten. Wissenschaftler der Universität von Tasmanien gingen nun der Frage nach, ob denn diese Probiotika bei Gabe während einer Antibiotika-Therapie bei Kindern diese vor der Hauptnebenwirkung Durchfall schützen könnten. Dazu führten sie eine placebokontrollierte klinische Studie an 72 Kindern durch und verabreichten 34 jungen Patienten 200 Gramm pro Tag eines probiotischen Joghurts aus dem Handel. Dieser Joghurt enthielt die Bakterienarten Lactobacillus rhamnosus GG (LGG), Bifidobacterium lactis (Bb-12) and Lactobacillus acidophilus, also alles Vertreter der “Guten”.
36 Patienten bekamen einen pasteurisierten Joghurt, also einen Joghurt mit abgetöteten Bakterien (Kontrollgruppe).  Das Ergebnis war oder ist beeindruckend: es trat kein schwerer Durchfall in der Gruppe auf, die den probiotischen Joghurt bekam, wohingegen sechs Kinder der Kontrollgruppe daran erkrankten.

Was ich Ihnen, liebe Leser, damit aufzeigen möchte, ist die wundervolle Wirkung von Bakterien auf unseren Körper, auf unsere Gesundheit und das nicht alle Bakterien böse sind. Daher gilt es sehr gut abzuwägen, wann Antibiotika eingesetzt werden sollten und wann nicht.

Originalpublikation:

Can probiotic yogurt prevent diarrhoea in children on antibiotics? A double-blind, randomised, placebo-controlled study

Share On Facebook
Share On Twitter
Share On Google Plus
Share On Linkedin
Share On Pinterest
Share On Reddit
Share On Stumbleupon
Contact us

Neutrophile Granulozyten: Tour-Guides der T-Zellen

Influenza_virus_particle_color.jpgWas passiert eigentlich bei einer Grippe? Nun, kurz gesagt: das Influenza-Virus (und hier bitte ich zwischen einer echten, durch den Influenza-Virus ausgelösten Grippe und dem grippalen Infekt, ausgelöst durch Coronaviren oder Adenoviren, unterscheiden!) gelangt meist durch eine Tröpfeninfektion in unsere Atemwege und schleust sich dort in die Lungenepithelzellen ein. Krank macht uns das Vermehren der Viren (es können bis zu 20000 pro Zelle gebildet werden), weil dabei die Zelle abstirbt. Hinzu kommt natürlich unsere Immunreaktion zur Bekämpfung der virenverseuchten Zellen. Und genau dabei spielen die sogenannten cytotoxischen T-Zellen, oder auch CD8+-T-Zellen, eine sehr wichtige Rolle. Denn sie sind es, die die infizierten Zellen erkennen und dann gezielt abtöten.

Dazu müssen die T-Zellen allerdings an den Ort des Geschehens kommen und genau dabei helfen neutrophile Granulozyten, kurz Neutrophile genannt. Diese speziellen Immunzellen gehören zum sogenannten angeborenen Immunsystem und stellen eine sogenannte “schnelle Eingreiftruppe” dar, die als erste an Ort und Stelle sind. Lim et al. von der Uni Rochester (New York, USA) konnten zum ersten Mal im Tierversuch visualisieren, was und wie genau das Ganze funktioniert. Dazu nutzten sie Immunfluoreszenz-Mikroskope, mit Hilfe derer zuvor mit speziellen Antikörpern angefärbte Zellen und Gewebe, farblich markiert werden können. Das Team konnte zeigen, dass die Neutrophilen unabdingbar sind, um die CD8+-T-Zellen an den Infektionsherd zu lenken.
An Tag drei oder vier sind sie schon vor Ort und legen bei Ihrer Wanderung (auch Migration genannt) molekulare Brotkrumen aus, denen dann die CD8+-T-Zellen folgen (siehe Bild unten), um nach ca. einer Woche auch anzukommen. Diese Brotkrumen bestehen aus dem Chemokin CXCL12, welches dazu in die Membran der Epithelzellen eingelagert wird. Und genau das ist das Erstaunliche, dachte man doch zuvor, dass die Chemokine einfach sekretiert werden und die T-Zellen diesem chemischen Gradienten folgen. Fehlen diese Neutrophilen oder ist kein CXCL12 vorhanden, so sind weniger CD8+-T-Zellen vor Ort, welche auch noch weniger effektiv sind.

Unser Immunsystem ist einfach ein Wunder.

Neutrophilen-Pfad lenkt die virus-spezifische CD8+ T-Zellen-Migration (Kihong Lim et al. Science 2015;349:aaa4352)

Share On Facebook
Share On Twitter
Share On Google Plus
Share On Linkedin
Share On Pinterest
Share On Reddit
Share On Stumbleupon
Contact us

Faszinierender Miniatur-Origami-Roboter

Origami robot

(Bild: aus Miyashita et al., verlinkte Veröffentlichung)

Wer dachte, dass Origami nur eine japanische Papierfaltkunst bezeichnet, der irrt gewaltig. Wissenschaftler des MIT und der TU München “bastelten” nun einen auflösbaren Miniatur-Roboter aus Polystyrol (dem allseits bekannten Schaumstoff), gerade einmal 1,7 cm lang und 0,31 g leicht und mit einem zentralen Magneten aus Neodym versehen. Aktiviert durch eine Wärmequelle fängt dieser an sich selbst zusammenzufalten und und kann dann eine Geschwindigkeit von 3,8 Körperlängen pro Sekunde, was umgerechnet 0,23 km/h entspricht, erreichen. Klingt nach wenig, ist aber für diesen Winzling doch enorm.  Gesteuert wird durch mit Hilfe eines externen Magnetfeldes.

Noch viel faszinierender ist, dass dieser simple Roboter (bestehend aus nur einer Lage Schaumstoff) in der Lage ist zu schwimmen, Steigungen hochzuklettern, Gegenstände zu transportieren und sogar zu graben, wie im folgenden Video eindrucksvoll betrachtet werden kann.

Nun, wozu  können solche dreidimensionalen, sich selbst zusammenfaltenden und nützlichen Roboter zukünftig eingesetzt werden? Die Antwort darauf ist simpel: sofern diese Roboter weiter miniaturisiert werden und auch aus biologisch abbaubaren Werkstoffen, wie z.B. Polytrimethylenterephthalat, hergestellt werden könnten, wäre z.B. folgendes Szenario denkbar: der Roboter wird in seiner flachen Form in den Patienten gebracht, faltet sich dort durch die vorherrschende Körperwärme und wird dann durch einen von außen angelegten Magneten zu einer Thrombose geführt, um diese gezielt aufzulösen. Nach getaner Arbeit würde sich dann auch der Roboter auflösen.

Dass solche Technologien keine Hirngespinste einiger weniger Scince-Fiction-Fans sind, beweist Google mit seiner Forschung an Nanobots. Also, ich freue mich auf eine spannende Zukunft.

 

Share On Facebook
Share On Twitter
Share On Google Plus
Share On Linkedin
Share On Pinterest
Share On Reddit
Share On Stumbleupon
Contact us

Cytotoxische T-Zellen – Unsere körpereigenen Serienmörder

In uns allen schleicht eine Armee an Serienkiller herum, deren einzige Aufgabe es ist zu töten und wieder zu töten.

– Prof. Gillian Griffiths, CIMR Director

Dramatisch und passend ausgedrückt, wozu die in diesem wundervollen Video gezeigten Zellen fähig sind. Es handelt sich bei diesen Zellen um sogenannte cytotoxische T-Zellen, einer Unterart der weißen Blutzellen, auch Lymphozyten genannt. 5 Millionen Zellen in einem Teelöffel Blut mit der Aufgabe, von Viren infizierte Zellen unseres Körpers zu finden und zu eliminieren. Sie sind aber auch in der Lage, Krebszellen, wenn sie diese denn erreichen können, ebenso zu zerstören. Sie kämpfen also für unsere Gesundheit. Wahre Helden.

Und genau dieser Prozess wurde nun erstmals derart schön visualisiert. Dabei nutzten Forscher der University of Cambridge neueste hoch-auflösende 3D-Zeitraffer-Mikroskopie-Technologien mit so schönen Namen wie “spinning disk confocal microscopy” und “lattice light sheet microscopy”Diese Highend-Technologien werden auch 4D genannt und ermöglichen sehr wichtige Life-Aufnahmen aus einer Zelle, um biologische Prozesse besser verstehen zu können.

Zu sehen sind mit einem blau-fluoreszierenden Farbstoff markierte Krebszellen und die rot- oder grün-markierten cytotoxischen T-Zellen, wie sie durch die Gewebe patroullieren und an Krebszellen andocken. Was dann geschieht, ist folgendes: die T-Zelle stülpt ihre Membran aktiv um die Opferzelle, um zu überprüfen, ob es sich denn hierbei wirklich um eine totgeweihte Zelle handelt. Wenn dem so ist, so injiziert die T-Zelle einen cytotoxischen Cocktail (daher der Name cytotoxische T-Zelle) und besiegelt somit das Schicksal der Opferzelle und zieht weiter.

Ein faszinierendes Schauspiel…viel Spaß beim Schauen.

Share On Facebook
Share On Twitter
Share On Google Plus
Share On Linkedin
Share On Pinterest
Share On Reddit
Share On Stumbleupon
Contact us

Why Jurassic World could never work…

Creating dinosaurs: why Jurassic World could never work

John Long, Flinders University

When the first Jurassic Park movie hit the silver screens in 1993, I cried. Never before had dinosaurs, those magnificent creatures of bygone days, been brought to life so realistically. It was a palaeontologist’s dream come true. Jurassic Park and its sequels were huge hits, and dinophiles around the world are now anxiously awaiting the release of the next instalment, Jurassic World on June 4 this year.

These films give an impression that science might be really capable of bringing back a living dinosaur. The latest outing goes even further than the previous films, where only dinosaurs that once existed were recreated. Jurassic World is about the “genetically modified hybrid” dinosaurs.

But is this all really possible?

The answer is a kind of “yes”, but not in the same way that the Jurassic Park movies might suggest.

Can we ever find and use dinosaur DNA?

DNA is the building block of life. It’s the veritable blueprint for how cells divide, multiply and eventually build an organism’s body plan. We can clone genetically identical organisms from the DNA of a parent organism, including mammals such as Dolly the sheep.

When an organism dies, the soft tissues, including the DNA, break down and eventually are destroyed. But in some cases, parts of dead animals and plants are buried and preserved as fossils. And in very rare cases soft tissues of fossils can be preserved. In some cases parts of the DNA can be extracted from well-preserved fossils, as in the recent case of two extinct Australian fossil kangaroos, whose DNA was dated between 40,000 to 50,000 years old.

In these cases only small sections of the extremely long DNA molecule are ever found. Although these short segments of fossil DNA can often give us valuable information about the relationships of the extinct animal to its living relatives, they are far too fragmentary to ever give us the full picture of the animal’s genome. For example, the human genome has 23 chromosomes composed of 3.2 billion base pairs of molecules. Reconstructing the full set of chromosomes is thus an impossible task if using just a few short segments of one chromosome as reconstructed from a fossil.

In their book The Science of Jurassic Park and The Lost World, Rob Desalle and David Lindley describe how the process shown in the movies for reviving a dinosaur from fragments of fossil DNA is fundamentally flawed.

Could a 90 million year old fossil mosquito preserved in amber contain traces of its last meal’s DNA? Wikimedia/Brocken Inaglory, CC BY-SA

The method used by the fictional genetics company, Ingen, involved finding dinosaur DNA still inside fossilised mosquitoes preserved intact in amber, which is sap that seeps from trees and often covers unwary insects. While it’s true we do find superb life-like insect fossils in amber the same age as when dinosaurs lived the insects do not contain even small fragments of their own DNA preserved, let alone the DNA of any dinosaur it may have bitten.

While in living mosquitoes it’s possible to identify host blood from its DNA, if the mosquito has very recently taken the blood, survival of the DNA inside the insect gut is short-lived as it rapidly breaks down during digestion. A mosquito trapped in amber has a slow death, allowing plenty of time for this digestive action to keep working and ultimately break down any traces of its last meal’s DNA. Another premise in the movie is Ingen using frog DNA to patch up the fragments of dinosaur DNA to make up a relatively complete dinosaur strand of DNA.

Frogs and dinosaurs are genetically a long way apart, separated in real time by about 360 million years, using a divergence calculator based on two living taxa, Rana (frog) and Gallus (chicken, as a living representative of a dinosaur). The complex nature of DNA makes it impossible to ever reconstruct the exact DNA of an extinct animal using small fragments, especially when patched up using more than 99% of another distant relatives DNA!

Could we bring dinosaurs back another way?

So could we really create a dinosaur in this modern day and age? The idea of bringing back a dinosaur to life is complicated, but the idea of a genetically modified one as in the new Jurassic World is even more far fetched. The answer though does lie in genetic modification of our only living dinosaurs, the birds. By breeding out the primitive features in birds we could ultimately breed them back to being dinosaurian like in appearance.

For example applying retinoic acid (derived from Vitamin A) at a certain stage of the chicken embryonic development gives a bird that has feathers on its legs and scales covering the body, reversing the feather-scale distribution. Already we have a more dinosaur-like living bird.

Well known American dinosaur palaeontologist, Jack Horner, has written a book with James Gorman entitled How to Build a Dinosaur: The New Science of Reverse Evolution. You can hear him speak about it here or in the video below.

This method suggests that with controlled breeding of birds, and by implanting them with surrogate tissues, we could produce more dinosaurian features in living birds, which technically are real dinosaurs.

Horner says that an Australian Emu would be the likely place to start breeding from, as it’s already looking a lot like a dinosaur.

Early fossil birds like this Jurassic Archaeopteryx (Berlin specimen) had dinosaurian features like teeth and long bony tails. Wikimedia/H Raab, CC BY-SA

Many early fossil birds, such as the Jurassic Archaeopteryx had dinosaur-like teeth, so the loss of teeth is widely regarded as an advanced feature of modern birds.

Matthew Harris, of the Max Planck Institute in Germany, has already made a bird with real teeth. He did this by transplanting mouse dental tissue into a chicken’s mouth to make a chicken with teeth. Similarly, a long skeleton-supported tail was present on dinosaurs and some early fossil birds such as Archaeopteryx. The loss of a long bony tail is a feature seen in all living birds. Chickens and other bird embryos have longer tails with several vertebrae that later fuse together as they develop, so the raw material needed is already present. It would just need an inhibitor to stop the embryonic fusion of the tailbones and we would have birds with longer, more reptilian tails.

But what about arms? Birds lack arms with digits, as their forearm is modified into a wing. Their digits have been highly modified in the evolutionary process.

A primitive living bird, the Hoatzin, still has fingers on its wings like a dinosaur’s hand. Flickr/Carine06, CC BY-SA

Yet one primitive living bird, the Hoatzin, retains its digits exposed outside the wing, a condition not far removed from a dinosaur’s hand. Perhaps with careful breeding we could reverse engineer a bird with a dinosaur-like forearm using this species as a starting point.

Using dinosaurs in today’s world

As in Jurassic Park, the ethical question we need to ask is: why would we ever want to bring back dinosaurs to today’s world? Would they have any purpose, or just be odd curiosities?

Even a seasoned palaeontologist like myself can’t see any real need to ever do it apart from curiosity’s sake. We may never be able to bring the long extinct dinosaurs back to life, but we can enjoy their CGi animated forms on the big screen. And more importantly, we can use them for massive commercial enterprises and the global marketing of educational products. Dinosaurs, after all, are usually a child’s first introduction to the world of science. Indeed, some of us never grew out of the wonder of dinosaurs.

John Long is Strategic Professor in Palaeontology at Flinders University.

This article was originally published on The Conversation.
Read the original article.

Share On Facebook
Share On Twitter
Share On Google Plus
Share On Linkedin
Share On Pinterest
Share On Reddit
Share On Stumbleupon
Contact us

Nahrungsmittelallergien. Eine Plage der Neuzeit?

Allergy food

Nahrungsmittelallergien betreffen immer mehr Menschen weltweit. Auch, wenn die Diagnose einer echten Allergie nicht immer leicht ist, so schwanken die Zahlen je nach Studien zwischen 2 und 10 % der globalen Bevölkerung, zumindest in den Industrienationen[1-3]. Wichtig: Nahrungsmittelintoleranzen sind KEINE Allergien, aber dazu gleich mehr.

1. Was genau ist eine Nahrungsmittelallergie und was passiert in unserem Körper?

Nahrungsmittelallergien, wie auch Intoleranzen,  sind durch die European Academy of Allergy and Clinical Immunology (EAACI)[4] definiert als Nahrungsmittelunverträglichkeiten, jedoch mit folgendem Unterschied:

Allergien sind sogenannte nicht-toxische, also durch kein Gift ausgelöste, und Immunglobulin E  (IgE)-vermittelte immunologische Reaktionen gegen eigentlich harmlose Proteine aus Nahrungsmitteln, wohingegen Nahrungsmittelintoleranzen nicht-toxischem und nicht-immunologischem Ursprung sind.

Sprich: eine Intoleranz ist eine Unverträglichkeitsreaktion unseres Körpers gegen bestimmte Moleküle unserer Nahrung, welche nicht abgebaut werden können (wobei man dann von einer enzymatischen Intoleranz spricht, wie bei der bekannten Laktose-Intoleranz), gegen bestimmte Arzneimittel oder Lebensmittel-zusatzstoffe, welche ebenso nicht verstoffwechselt werden können (was man dann auch Pseudoallergien nennt) und somit zu allergieähnlichen Symptomen führen können.

Lebensmittelallergien gehören zu den sogenannten Typ I-Hypersensitivitätsreaktionen, welche IgE-vermittelte (also durch einen speziellen Antikörper-Typ vermittelte) Immunreaktionen gegen diverse Antigene (dann auch Allergene genannt) darstellen.
Das menschliche Immunsystem kann dabei gegen zahlreiche, absolut harmlose Allergene reagieren. Dazu gehören u.a. tierische Proteine, wie z.B. das Hühner-Eiweiß, auch Ovalbumin genannt, aber auch gegen Bestandteile von Erdnüssen, Fischen usw. Im Prinzip ist eine allergische Reaktion gegen jedwedes Allergen möglich, doch zum Glück nicht so verbreitet.

Folgendes passiert dabei auf zellulärer und molekularer Ebene bei erstmaligem Kontakt mit einem Allergen:
Ein in unseren Darm eingedrungenes Allergen wird durch spezielle Fresszellen (hauptsächlich dendritische Zellen) aufgenommen, prozessiert und in sehr kleinen Stückchen naiven T-Helfer-Zellen angeboten. Diese “schnuppern” wie ein Jagdhund an diesem Allergen-Bruchstück und reifen daraufhin zu sogenannten Th2-Zellen, einem speziellen Typ dieser naiven T-Helfer-Zellen, heran. Diese wiederum aktivieren B-Zellen, die Antikörper-produzierenden Zellen unseres Körpers, indem sie spezielle Botenstoffe produzieren, hauptsächlich das charakteristische Cytokin IL-4.
Dies führt dann schlussendlich zur Produktion besagter IgE-Antikörper, welche im Blut zirkulieren und an spezielle Rezeptoren auf der Oberfläche von basophilen Granulozyten, sowie Mastzellen zu binden. Dieser Prozess wird auch Sensibilisierung genannt.
Kommen wir dann erneut In Kontakt mit dem selben Allergen, bindet das Allergen auf die bereits gebundenen IgE-Antikörper auf der Oberfläche der sensibilisierten Mastzellen. Dabei kann es zur Quervernetzung mehrerer Antikörper-Rezeptor-Komplexe kommen, was schlussendlich zur Ausschüttung von Immunmodulatoren, wie dem berühmten Histamin führt. Und schon juckt und brennt es in den Augen, im Hals oder in der Nase.

2. Was sind die Symptome?

Auch wenn die Symptome natürlich von Mensch zu Mensch variieren können, so kann man doch einige Hauptsymptome herausfiltern, welche sich auch untereinander sehr ähneln:

Nahrungsmittelallergie

   Nahrungsmittelintoleranz

Allergische Rhinitis    Pruritus
Schwellungen der Zunge    Rötung der Haut
Nausea (Übelkeit)    Urtikaria (Nesselsucht)
Erbrechen    Allergische Rhinitis
Diarrhoe
   Nausea (Übelkeit)
seltener: allergisches Asthma, atopisches Ekzem, Pruritus (Juckreiz)    Diarrhoe
in Extremfällen: anaphylaktischer Schock  

3. Wie werden Nahrungsmittelallergien diagnostiziert?

Klassisch per Pricktest (der bekannte Hauttest, bei dem stark verdünnte Allergene in die Haut eingeritzt werden) und dem Antikörpernachweis per Bluttest.

4. Was sind die Ursachen und warum steigt die Zahl der Neuerkrankungen?

Zu den Ursachen und dem Anstieg der Erkranktengibt es momentan einige heiß diskutierte Theorien, da die genau Ursache nicht bekannt ist. Zudem gibt es, meiner Meinung nach, auch nicht DEN einen Auslöser, da viele Erkrankungen multifaktoriell zu sein scheinen. Zu nennen wäre die berühmte Hygiene-Hypothese, dass zu viel Sauberkeit einhergeht mit zu wenig Training unseres Immunsystems. Aber auch allgemeine Begriffe, wie Umwelt- und Luftverschmutzung werden oder ein Mangel an Vitamin D scheinen eine Rolle zu spielen. Erbliche Faktoren können wir in diesem Kontext ebenso nicht außer Acht lassen und ob ein zu früher oder zu später Kontakt mit bestimmten Nahrungsmitteln ein Faktor ist, ist ebenso nicht geklärt, obwohl es sehr interessante Hinweise dazu gibt. Ein bemerkenswertes Beispiel ist der Befund, dass Kinder in US-Städten relativ häufig gegen Meeresfrüchte allergisch sind. Der Theorie nach liegt das daran, dass sie diese nie essen, stattdessen aber über Haut und Lunge mit Kakerlaken in Berührung kommen, die recht ähnliche Antigene haben[5].

6. Was kann man dagegen tun?

Leider nicht viel. Sehr wichtig ist das Vermeiden des Allergens. Die Symptome kann man durch das Verwenden von Antihistaminika- oder Mastzellstabilisator-Präparaten lindern.

7. Wie ist der Stand der Forschung?

Es gibt einige gute Ansätze, wie z.B. die Impfung mit speziellen Impfviren, welche das Allergen der Wahl in unseren Körper bringen[6] oder auch Bakterien[7], welche dahingehend modifiziert wurden, dass sie rekombinante Allergene synthetisieren. Leider steckt alles noch in den Kinderschuhen, da auch noch viel zu wenig über die genauen Ursachen bekannt ist. Der menschliche Darm ist ein Wunder und mit seinem Mikrobiom (einer Ansammlung an schätzungsweise bis zu 1014 Bakterienzellen) unglaublich komplex. Es wartet also noch sehr viel Arbeit auf die Forscherinnen und Forscher dieser Welt.

Quellen:
[1] http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0091674913018368

[2] http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/all.12305/full

[3] http://jama.jamanetwork.com/article.aspx?articleid=185820

[4] http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/7503398?dopt=Abstract

[5] http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/21872304

[6] http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/all.12192/abstract

[7] https://publikationen.uni-tuebingen.de/xmlui/handle/10900/62399

Share On Facebook
Share On Twitter
Share On Google Plus
Share On Linkedin
Share On Pinterest
Share On Reddit
Share On Stumbleupon
Contact us