Das Nobelkomitee verleiht jedes Jahr am Todestag von Alfred Nobel im Dezember den gleichnamigen Preis für die wissenschaftliche Leistung, die der Menschheit den größten Nutzen gebracht hat. Im selben Monat benennt das amerikanische Wissenschaftsmagazin Science den größten wissenschaftlichen Durchbruch des zurückliegenden Jahres.


Quelle: ScienceMag / YouTube

Für Science steht fest, dass das CRISPR/Cas9-System(1) den „Breakthrough of the Year“ darstellt. Dieses neuartige System zur gezielten Veränderung des Erbguts beliebiger Organismen hat im Jahr 2015 sowohl positive wie negative Schlagzeilen gemacht. Auf der einen Seite handelt es sich um eine Technologie zur gezielten Veränderung einzelner Genomsequenzen, die beispielsweise zur therapeutischen Intervention bei bestimmten Erbkrankheiten, aber auch zur Bekämpfung von Krankheitserregern zum Einsatz kommen könnte. Gleichzeitig stellten chinesische Forscher Ergebnisse vor, wie mit CRISPR/Cas9 menschliche Embryonen gezielt verändert werden können, weshalb derzeit in Wissenschaft und Öffentlichkeit ein Moratorium für Keimbahn-Experimente intensiv diskutiert wird.

Ganz knapp hinter CRISPR positionierte sich die NASA Mission New Horizons mit ihren atemberaubenden Aufnahmen des Zwergplaneten Pluto(2) .

Neben der alljährlichen Vergabe des Titels „Breakthrough“ listet Science auch immer die sogenannten „Runners up“, also wissenschaftliche Ereignisse des vergangenen Jahres, die ebenfalls für Aufsehen sorgten, aber nicht die gleiche Tragweite erzielten wie der „offizielle Breakthrough“(3) . Hier tauchte CRISPR übrigens schon in den Jahren 2012 und 2013 auf, bevor es 2015 zum bedeutungsvollsten Durchbruch aufsteigen konnte.

Unter den diesjährigen Runners up finden sich drei weitere Ansätze aus der biomedizinischen Forschung. So zum Beispiel die Produktion von Opiaten in Hefezellen. Mehrere Forscherteams schafften es, die natürlicherweise in Mohnpflanzen stattfindende Opiat-Produktion in dem Pilz Saccharomyces cerevisiae, der auch zum Backen und Brauen eingesetzt wird, nachzuahmen. Der relativ komplexe Syntheseweg wurde dabei in mehreren Stufen erreicht. Durch das geschickte Kombinieren der Gene verschiedener Mohnarten und zusätzlich einiger Gene aus der Ratte sowie von Bakterien, konnten die Forscher einen Hefeorganismus herstellen, der Glucose zu Thebain umsetzen kann, ein dem Morphium eng verwandtes Molekül. Auch wenn die Produktion von chemischen Substanzen durch Mikroorganismen noch nicht weit verbreitet ist, haben diese Forschungsergebnisse doch große Bedeutung für die biotechnologische Produktion pharmazeutischer Substanzen und öffnen völlig neue Forschungs- und Anwendungsmöglichkeiten.

Ein weiteres Projekt mit Bezug zur Medizin, das Science im Dezember würdigte, ist die Entwicklung eines Ebola-Impfstoffes. Kanadische Wissenschaftler kombinierten dazu für den Menschen ungefährliche Viren mit Genen für Oberflächenantigene des Ebolavirus. Als Ergebnis konnte ein Virus erhalten werden, das die Immunsysteme geimpfter Menschen auf eine Infektion mit Ebola vorbereitet. Eine Übersicht über die derzeit in Entwicklung befindlichen Medikamente und Impfstoffe gegen Ebola findet sich unter vfa.de/ebola-medikamente.

Zu den biomedizinischen Runners up zählt ebenfalls die Entdeckung, dass das Lymphsystem auch das Gehirn umfasst. Die Forscher haben dies zunächst bei Mäusen festgestellt und schließlich auch für den Menschen bestätigt. Das ist deshalb von Relevanz, da man bisher davon ausging, dass das Gehirn eine eigene, vom Rest des Körpers separierte Immunabwehr aufweist.

2015 war somit für die biomedizinische Forschung erneut ein spannendes Wissenschaftsjahr, das mit seinen Erkenntnissen wichtige Impulse für weitere Forschungsaktivitäten gesetzt hat.




Neben dem Rückblick auf die wissenschaftlichen Höhepunkte des zurückliegenden Jahres wagen die Autoren auch immer einen Ausblick auf die Trends und Themen in der Wissenschaft im kommenden Jahr. Für 2016 mutmaßt Science zum Beispiel, dass die bisherigen Gentherapie-Ansätze an Interesse einbüßen und stattdessen die auf CRISPR/Cas9 basierenden Genome Editing-Technologien weiter im Aufwind sein werden. In diesem Kontext wird vermutet, dass die Diskussion um ethische „No-go zones“ zunehmen dürfte und sich die Vertreter der These, dass alles was möglich ist, auch ausprobiert werden sollte, zunehmend kritischen Diskussionen stellen müssen(4) .


Literaturtipps:
(1) http://www.vfa-bio.de/vb-de/aktuelle-themen/forschung/von-genomchirurgie-und-genome-editing.html
(2) https://www.nasa.gov/mission_pages/newhorizons/images/index.html
(3) http://news.sciencemag.org/scientific-community/2015/12/and-science-s-breakthrough-year
(4) http://news.sciencemag.org/scientific-community/2015/12/look-ahead-2016-what-research-trends-will-be-hot-and-what-will-not