ETH-News

Mit einer neuen Methode messen Forschende der ETH Z¨¹rich in Zellen, welche Proteine mit welchen wechselwirken. Damit legen sie einen Grundstein f¨¹r die Entwicklung neuer Wirkstoffe gegen Krankheiten wie Krebs oder Alzheimer.

Pharmaforschende finden neue Wirkstoffe oft nur durch das Durchmustern grosser Sammlungen von chemischen Verbindungen. Chemiker:innen der ETH Z¨¹rich haben nun ein bestimmtes Verfahren, wie diese Sammlungen erzeugt und durchsucht werden, entscheidend weiterentwickelt.

Mit einem neuen Computerverfahren lassen sich pharmazeutische Wirkstoffe einfach und schnell ausgehend von der dreidimensionalen Oberfl?che eines Proteins erzeugen. Das von Chemiker:innen der ETH Z¨¹rich entwickelte Verfahren k?nnte die Medikamentenforschung revolutionieren.

ETH-Forschende untersuchen gemeinsam mit dem Kantonsspital Baden, wie Patientinnen und Patienten m?glichst keine Abh?ngigkeiten von opioidhaltigen Schmerzmitteln entwickeln.

Ger?t die nat¨¹rliche Stressreaktion aus dem Gleichgewicht, f¨¹hrt dies zu k?rperlichen und psychischen St?rungen. Forschende der ETH Z¨¹rich haben einen Wirkstoff entwickelt, der diese Reaktion spezifisch unterbinden kann.

Auf dem Weg zur Genesung treffen Patientinnen und Patienten auf viele Gesundheitsberufe. Wer an der ETH Z¨¹rich Medizin studiert, lernt fr¨¹h, wie wichtig die gezielte Zusammenarbeit dieser Berufe ist. ?

Forschende haben erstmals gezeigt, dass sich Mikrovehikel ¨¹ber Ultraschall durch die Blutgef?sse des Gehirns von M?usen steuern lassen. Dies soll dereinst neue Therapien erm?glichen, mit denen punktgenau Medikamente verabreicht werden.

Ein neues KI-Modell von Chemikern der ETH Z¨¹rich kann vorhersagen, an welchen Stellen ein Wirkstoffmolek¨¹l gezielt chemisch ver?ndert werden kann und auch, wie dies am besten gemacht wird. Dadurch lassen sich neue pharmazeutische Wirkstoffe schneller finden und bestehende verbessern.

Bei einer angeborenen Missbildung des Herzens spielt ein bisher unbekanntes Protein eine Schl¨¹sselrolle, wie Forschende an der ETH Z¨¹rich nun aufgezeigt haben. Die Erkenntnisse weisen neuen Behandlungsm?glichkeiten den Weg.

Forschende der ETH Z¨¹rich haben einen Saugnapf entwickelt, mit dem Medikamente ¨¹ber die Wangenschleimhaut aufgenommen werden k?nnen. Dieser neue Ansatz k?nnte Millionen von Patienten und Patientinnen die mit Injektionen verbundenen Schmerzen und ?ngste ersparen.

Die ETH Z¨¹rich und Roche spannen zusammen. Am Standort Basel werden sie gemeinsam neue Methoden entwickeln, welche die Suche nach Medikamenten erleichtern. Und miteinander werden sie Spezialist:innen ausbilden f¨¹r die biomedizinischen Herausforderungen unserer Zeit.

Dank Computersimulationen wissen Forschende im Detail, wie Wirkstoffe Zellmembranen durchqueren. Mit den Erkenntnissen lassen sich nun neue Arzneimittel gezielter entwickeln.

ETH-Forschende zeigen auf, dass die Vergiftungsf?lle sowie die Verschreibungen von Opioiden in der Schweiz in den vergangenen 20 Jahren stark zugenommen haben. Die Situation ist nicht so dramatisch wie in Nordamerika, darf aber auch nicht untersch?tzt werden.

Forschende der ETH Z¨¹rich, des Inselspitals und der Universit?t Bern statten Darmbakterien mit einer Datenlogger-Funktion aus und ¨¹berwachen damit, welche Gene in den Bakterien aktiv sind. Die Mikroorganismen sollen dereinst?Krankheiten diagnostizieren und die Gesundheitsauswirkungen einer Di?t erfassen.

Die ETH-Pharmazeutin Nicole Stoffel hat nachgewiesen, dass Eisenmangel die Wirkung von Impfungen schw?cht. Mit ihrer Forschung hilft sie, die Gesundheit von Kindern in Entwicklungsl?ndern zu verbessern. Dabei wollte sie urspr¨¹nglich gar nicht Wissenschaftlerin werden.

Tom Edwardson ver?nderte eine k¨¹nstliche winzige Proteinstruktur, um sie als Vehikel f¨¹r RNA-Molek¨¹le und andere Wirkstoffe nutzen zu k?nnen. Seine Entwicklung m?chte er nun in einem Spin-off zur Marktreife bringen.

Forschende der ETH Z¨¹rich haben einen Zellkulturtest entwickelt, um Substanzen zu erkennen, die Embryonen direkt oder indirekt sch?digen. Es handelt sich dabei um die Weiterentwicklung eines Tests, der f¨¹r neue Medikamente eingesetzt wird. Der Test soll helfen, Tierversuche zu reduzieren.

Artificial Intelligence (AI) kann gezielt die biologische Aktivit?t von Naturstoffen erkennen, wie Forschende der ETH Z¨¹rich gezeigt haben. Dar¨¹ber hinaus hilft AI, Molek¨¹le zu finden, welche die gleiche Wirkung wie ein Naturstoff haben, aber einfacher in der Herstellung sind. Der Pharmaforschung er?ffnen sich damit enorme M?glichkeiten, die auch das Potenzial haben, deren Spielregeln neu zu definieren.

Das Sars-CoV-2-Virus ist f¨¹r die Produktion seiner Proteine auf einen speziellen Mechanismus angewiesen. Ein Forscherteam unter der Leitung einer Forschungsgruppe an der ETH Z¨¹rich konnte nun molekulare Einblicke in die Proteinproduktion des Virus gewinnen. Das Team zeigt zudem auf, wie chemische Substanzen den Mechanismus in infizierten Zellen hemmen und dadurch die Virenvermehrung markant reduzieren.

Von Forschenden der ETH Z¨¹rich und der Empa entwickelte Nanopartikel sp¨¹ren multiresistente Bakterien auf und machen sie unsch?dlich. Ziel der Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler ist die Entwicklung eines antibakteriellen Mittels, das dort wirkt, wo herk?mmliche Antibiotika wirkungslos sind.

Methoden des maschinellen Lernens helfen bei der Entwicklung von Antik?rper-Medikamenten, diese zu optimieren. Das f¨¹hrt zu Wirkstoffen mit verbesserten Eigenschaften, auch bez¨¹glich Vertr?glichkeit im K?rper.

Ein aussergew?hnliches Jahr geht zu Ende. ETH-News blickt zur¨¹ck auf Lichtblicke in schwierigen und unruhigen Zeiten, auf geniale Einf?lle, spannende Wissenschaft und gelebte Solidarit?t w?hrend und abseits der Corona-Pandemie.

Seit 2003 ist das Schmerzmittel Paracetamol in der Schweiz in Tabletten mit einer h?heren Wirkstoffdosis erh?ltlich. Gleichzeitig haben hierzulande Paracetamol-Vergiftungsf?lle zugenommen, konnten ETH-Forschende in einer Datenauswertung zeigen.

Eine grosse ?bersichtsstudie zeigt, dass die vorbeugende Behandlung von Kindern Malariainfektionen und Blutarmut in Subsahara-Afrika wirksam reduzieren kann.

Fokussierte Ultraschallwellen helfen ETH-Forschenden, Medikamente im Gehirn punktgenau zu platzieren, also nur dort, wo ihre Wirkung erw¨¹nscht ist. Die Methode soll k¨¹nftig psychiatrische, neurologische und onkologische Behandlungen mit weniger Nebenwirkungen erm?glichen.

Forschende der ETH Z¨¹rich haben ¨C in Zusammenarbeit mit Kolleginnen und Kollegen der EPF Lausanne und der Harvard Medical School ¨C ein System entwickelt, mit dem sich einzelne Nervenstr?nge in lebenden M?usen optisch stimulieren lassen. Und damit gezeigt, dass das Nervensystem direkt auf das Immunsystem einwirkt.

K¨¹nstliche Intelligenz betrifft unseren Alltag immer mehr. Sie ver?ndert auch die Forschung. Die ETH Z¨¹rich ist sich ihrer Verantwortung bewusst und f?rdert Innovationen und das Vertrauen in diese aufstrebende Technologie.

ETH-Wissenschaftler entwickelten ein RNA-Molek¨¹l, mit dem sich in Zellen des Knochenmarks genetische Fehler mit Auswirkungen auf die Proteinherstellung korrigieren lassen. Patienten, die an einer seltenen vererbbaren und schmerzhaften Sonnenlichtempfindlichkeit leiden, k?nnten in Zukunft davon profitieren.

Ob Patienten auf ein Medikament ansprechen werden oder nicht, l?sst sich im Voraus bestimmen. So lassen sich Nebenwirkungen vermeiden, die Patienten profitieren, schreibt Ernst Hafen.

Bei der j¨¹ngsten Vergabe der prestigetr?chtigen ERC Advanced Grants ergatterte die ETH Z¨¹rich zwei davon, einen im Bereich Biologie und einen im Bereich Pharmazie. Damit fliessen 5,16 Millionen Schweizer Franken an die ETH.

Solidarit?t ist derzeit wegen des Coronavirus gefragt: Studierende der Pharmazie zum Beispiel engagieren sich, um die Apotheken zu unterst¨¹tzen. Die neue Plattform ?pharmadelivery? erm?glicht nun die rasche Vermittlung von hilfsbereiten Studierenden.

Wenn im K?rper Blutgef?sse oder andere Weichteile verkalken, ist das ein Problem. Forschende der ETH Z¨¹rich und des ETH-Spin-offs Inositec fanden nun einen Wirkstoff, der diese Gef?ssverkalkung verhindert.

Heute gibt es viele M?glichkeiten, wissenschaftliche Daten und Informationen zu finden und mit diesen zu arbeiten. Bibliotheken sollten diese Kompetenzen vermitteln, meint Oliver Renn.

In einem neuen Zellkultur-Test kombinierten ETH-Forschende Embryonalzellen mit Leberzellen. Damit k?nnen sie bei der Entwicklung neuer Medikamente eine sch?dliche Wirkung auf Embryonen fr¨¹hzeitig erkennen.

Forschende am Departement f¨¹r Biosysteme der ETH Z¨¹rich in Basel haben eine Methode entwickelt, mit der sie schnell eine sehr grosse Anzahl an Molek¨¹len auf ihre antibiotische Wirkung testen k?nnen. Sie entdeckten damit neue Kandidaten f¨¹r Antibiotika. In Zukunft m?chten sie mit dem Verfahren auch Bodenproben und das Mikrobiom auf der menschlichen Haut auf medizinisch interessante Organismen hin untersuchen.

Rund zehn Prozent aller Krebserkrankten leiden unter Lymph?demen: Geschwollene Beine, Arme oder Brustpartien. Das ETH-Startup Dicronis hat ein Instrument zur fr¨¹hen und unkomplizierten Diagnose dieser ?deme entwickelt. Daf¨¹r sind die Jungunternehmer f¨¹r den ZKB-Pionierpreis nominiert.

K¨¹nstliche Intelligenz k?nnte auch die pharmazeutische Forschung ein gutes St¨¹ck weiterbringen, sagt Gisbert Schneider. Mittelfristig k?nnten Computer sogar autonom Experimente durchf¨¹hren.

Die heute eingereichte Volksinitiative f¨¹r generelles Tierversuchsverbot w¨¹rde die Medikamentenentwicklung in der Schweiz faktisch verunm?g?lichen, meint ETH-Vizepr?sident Detlef G¨¹nther.

Resultate, die Forscherinnen und Forscher mit Hela-Zellen erzielen, sind oft schlecht reproduzierbar. Das hat aber nichts mit unredlicher oder schlechter Wissenschaft zu tun, sondern mit der Variabilit?t des verwendeten Zellmaterials, sagt ETH-Professor Ruedi Aebersold im Interview mit ETH-News.

Forschende der ETH Z¨¹rich konnten k¨¹rzlich zeigen, dass mit Platin-Nanopartikeln Leberkrebszellen abget?tet werden k?nnen ¨C selektiver als mit bestehenden Krebsmedikamenten.

Forschende der ETH Z¨¹rich haben in Versuchen mit M?usen Signalwege aufgekl?rt, die zu verdickten und weniger elastischen Blutgef?ssen f¨¹hren. Und sie haben einen Therapieansatz f¨¹r schwangere Frauen mit bisher nicht behandelbaren Schwangerschaftsvergiftungen entwickelt.

Assistenzprofessorin Andrea Burden untersucht die Sicherheit von Medikationen, um die Patientenversorgung zu verbessern. F¨¹r ihre Forschung nutzt die Wissenschaftlerin Erfahrungen aus der Kriminologie.

Lymphgef?sse tragen aktiv dazu bei, dass sich Krebsgeschwulste von verschiedenen Organen aus im K?rper ausbreiten k?nnen. Diese unerwartete Erkenntnis ist das Ergebnis einer Zusammenarbeit von Forschenden der ETH Z¨¹rich und des Universit?tsspitals Z¨¹rich im Rahmen der Forschungsinitiative Skintegrity.

Eine neue Substanz macht bestimmte Molek¨¹le im Gehirn mittels Bildgebung sichtbar. Damit k?nnen neurologische Erkrankungen besser erforscht werden.

ETH-Forscher entwickelten ein Verfahren, mit dem sie auf einen Schlag Millionen von potenziellen, selbst hergestellten Wirkstoffkandidaten pr¨¹fen k?nnen.

Ein Forschungsteam um den Mikrobiologen Tomas de Wouters gewinnt den ?Spark Award 2018? f¨¹r die Entwicklung einer k¨¹nstlichen Darmflora. Mit ihrem ETH-Spin-off Pharmabiome wollen die Wissenschaftler ihre Erfindung so weiterentwickeln, dass sie zur Behandlung von entz¨¹ndlichen Darmerkrankungen und Infekten eingesetzt werden kann.

Nicht eine Hauptursache ist daf¨¹r verantwortlich, dass Medikamente von Mensch zu Mensch unterschiedlich stark wirken k?nnen, sondern viele kleine Faktoren. Dies zeigten ETH-Forschende an einem Modellsystem. F¨¹r die Untersuchung von Medikamentenwirkungen braucht es daher laut den Wissenschaftlern den systembiologischen Gesamtblick.

Wissenschaftsphilosophie f¨¹r die Medikamentenforschung: In einem Kurs lernen Pharmazeutik-Studierende, wie sich Theorie, Methode und Experiment auf ein wissenschaftliches Ergebnis auswirken und wie sie die Aussagekraft der Resultate beurteilen k?nnen.

Wenn das Darm?kosystem komplett aus dem Gleichgewicht geraten ist, hilft oft nur noch eine F?kaltransplantation. Weil eine solche risikoreich ist, entwickeln Forschende des ETH-Spin-offs Pharmabiome nun eine sichere Alternative.

Medizinforscher haben oft nur eine Krankheit im Auge. Weil alte Menschen jedoch h?ufig an mehreren Krankheiten gleichzeitig leiden, sei ein Umdenken n?tig, schreibt Ralph M¨¹ller.

Ein internationales Team unter Leitung von ETH-Forschenden hat eine Technik entwickelt, um den Effekt von Wirkstoffen am Gehirn mithilfe von elektrischen Hirnsignalen genauer zu beurteilen. Das k?nnte besonders in der fr¨¹hen Entwicklungsphase von Medikamenten gegen Epilepsie von Nutzen sein.

Die digitale Welt, in der wir leben, wird sich mit der biologischen Welt verbinden, ist Martin Fussenegger ¨¹berzeugt. Seine Vision: In 50 Jahren werden uns elektronische Pillen heilen.

Irene Pereira de Sousa erforscht am Institut f¨¹r Pharmazeutische Wissenschaften neue Wege, auf welche Weise Arzneimittel oral verabreicht werden k?nnen.

Die Immuntherapie bei Krebs feiert erste Erfolge ¨C bei den ihr zugrundeliegenden Wirkmechanismen gibt es jedoch noch viele Wissensl¨¹cken. ETH-Forschende zeigen nun bei M?usen mit Weichteiltumoren, wie k?rpereigene Killerzellen die Tumore anhand von Schl?fer-Viren im Genom aufsp¨¹ren.

Maxwell Biosystems entwickelt Mikroelektroden-Plattformen, die in der Pharmabranche f¨¹r elektrophysiologische Tests von Nervenzellen verwendet werden. Jetzt durfte das Jungunternehmen von der F?rderinitiative Venture Kick CHF 130¡®000 Startkapital entgegennehmen.

Die Natur stellt einen der komplexesten bekannten Wirkstoffe auf verbl¨¹ffend einfache Weise her, konnten ETH-Mikrobiologen zeigen. Urspr¨¹nglich stammt das Molek¨¹l von Bakterien, die in Meeresschw?mmen leben. In Zukunft kann es m?glicherweise sehr einfach biotechnologisch hergestellt werden, was es f¨¹r die Krebsforschung interessant macht.

Forschende der ETH Z¨¹rich entwickelten eine neue Zellkultur-Technik, dank der k¨¹nftig m?glicherweise auf gewisse Tierversuche verzichtet werden kann. Die Wissenschaftler wurden hierf¨¹r mit einem internationalen Preis zum humaneren Umgang mit Labortieren ausgezeichnet.

Forschende der ETH Z¨¹rich entwickelten eine neue Markersubstanz f¨¹r die Positronen-Emissions-Tomografie (PET). Es d¨¹rfte damit m?glich werden, das Fortschreiten der degenerativen Muskelkrankheit Amyotrophe Lateralsklerose (ALS) im Hirn von Patienten nachzuverfolgen.

Aus einer nobelpreisgekr?nten Grundlage wird ein Unternehmen: Ein ETH-Pioneer Fellow nutzt das Wissen rund um die G-Protein-gekoppelten Rezeptoren, um damit ein neuartiges Verfahren zum Testen von Wirkstoffen auf den Markt zu bringen.

Darmkrebszellen, die mit einem Inhaltsstoff von Kohlgem¨¹sen vorbehandelt werden, werden eher von einem sich in Entwicklung befindlichen Krebsmedikament abget?tet, fanden ETH-Wissenschaftler heraus. Dies ist eines der wenigen Beispiele f¨¹r Nahrungsmittelinhaltsstoffe, die in moderaten Mengen die Wirkung eines Krebsmedikaments positiv beeinflussen.

Bei Patienten mit Herzinsuffizienz sinkt die Pumpleistung des Herzens in einer fatalen Abw?rtsspirale. Pharmakologen der ETH Z¨¹rich und der Universit?t Z¨¹rich ist es nun im Mausmodell gelungen, diesen Teufelskreis zu durchbrechen. Ihr Ansatz k?nnte dereinst auch Menschen zugutekommen.

Die ETH Spin-offs Versantis und Adaptricity starten eine neue ?ra in der Behandlung von Vergiftungen und in der Bewirtschaftung von Stromnetzen. Die beiden Jungunternehmen erreichten die letzte von drei Runden des Wettbewerbs Venture Kick. Beide Spin-offs erhielten je 130'000 Franken Startkapital.

Die ETH Z¨¹rich und die Universit?t Z¨¹rich gr¨¹nden ein Forschungszentrum an der Schnittstelle von Medizin, Natur- und Ingenieurwissenschaften. Das Wyss Translational Center Zurich ¨C kurz WTZ ¨C wird durch eine Donation von Dr. h.c. mult. Hansj?rg Wyss in der H?he von 120 Mio. US-Dollar zugunsten der beiden Z¨¹rcher Hochschulen erm?glicht.