ichm Mai wurden Doktoranden eingeladen, die vom Medical Research Council (MRC) gefördert werden Max Perutz Preis für wissenschaftliches Schreiben 2021 und schreiben Sie einen überzeugenden Artikel über ihre Forschung für den nicht-wissenschaftlichen Leser.
Von den vielen eingegangenen Einsendungen deckten die 10, die es in die engere Wahl kamen, verschiedene Themen ab, darunter Demenz, kindliche Widrigkeiten, die Rolle von Genen bei Schizophrenie und der Einsatz von Hypnose zur Behandlung von Psychosen.
Die Essays wurden beurteilt nach: dem Beobachter‘s Ian Tucker, der wissenschaftliche Direktor des Science Museum, Roger Highfield; Prof. Fiona Watt, Executive Chair am MRC, Andy Ridgway, Senior Lecturer für Wissenschaftskommunikation an der University of the West of England in Bristol, die Autorin und Rundfunksprecherin Gaia Vince und die Forscherin und Anwältin für psychische Gesundheit Dr. Furaha Asani.
Bei einer virtuellen Zeremonie im vergangenen Monat wurde der Gewinnerin Vicky Bennett von der University of Bath der Preis von 1.500 GBP für ihren Artikel über ihre Forschung zur Wiederverwendung von Medikamenten zur Behandlung von Harnwegsinfektionen überreicht.
Hier veröffentlichen wir den Gewinnerartikel, der von Roger Highfield als „ein galanter Weg, glanzlose Forschung interessant zu machen“ beschrieben wurde.
Der Siegeraufsatz
Ich bin ein biomedizinischer Forscher. Meine Laborutensilien sind ein weißer Kittel, sprudelnde Flüssigkeit und gelegentliche Explosionen. Ich mache jeden Tag bahnbrechende Entdeckungen. Menschenmengen versammeln sich, um meine Experimente und ihre lebensrettenden Auswirkungen zu bestaunen.
Das ist zumindest der Eindruck meiner Mutter von meiner bisherigen Promotion.
Die Realität meiner aktuellen Situation sieht etwas anders aus. Mein strahlend weißer Laborkittel war zunächst eine wunderbare Ergänzung meiner Garderobe, aber die vielen Tanks mit infiziertem Urin auf meiner Werkbank sind alles andere als glamourös. (Tatsächlich glänzender weißer Laborkittel + infizierter Urin = stinkender gelber Laborkittel). Anstelle von Ansammlungen von Bewunderern wird der „kleine Bereich“ unseres gemeinsamen Laborraums aktiv gemieden. Die Folgen jeder Art von Explosion sind nicht erwägenswert.
Willkommen in der Welt der Harnwegsinfektionsforschung.
Harnwegsinfektionen (HWI) sind nicht besonders angenehm. Sie treten auf, wenn Bakterien aus Kot mit der äußeren Öffnung der Harnröhre in Kontakt kommen und in die äußere Öffnung der Harnröhre eindringen, die den Urin von der Blase zur Außenseite des Körpers fließen lässt. Besiedeln Bakterien die Harnröhre, haben sie direkten Zugang zur Blase. Dies ist die ideale Umgebung für sie, um sich zu vermehren und sich nach oben auszubreiten, um die Nieren zu infizieren oder sogar in den Blutkreislauf zu gelangen.
Für diejenigen, die das Glück haben, keine Harnwegsinfektionen erlebt zu haben, sind der häufige Harndrang und ein schmerzhaftes Stechen oder Brennen beim Wasserlassen charakteristische Symptome. Harnwegsinfektionen sind in allen Altersgruppen verbreitet, aber offensichtliche anatomische Unterschiede bedeuten, dass Frauen häufiger betroffen sind, da eine kürzere Harnröhre die Entfernung verringert, die Bakterien zurücklegen müssen, um die Blase zu erreichen. Mit bis zu 60 % der erwachsenen Frauen erleiden in ihrem Leben mindestens eine Harnwegsinfektion (im Vergleich zu 12 % der Männer), viele sehen sie als unangenehmen, aber unvermeidlichen Teil des Lebens. Die Daten über Transgender-Erfahrungen mit HWI sind begrenzt, aber Beratungsseiten berichten, dass sie für Genitalverstümmel und Transmänner, die Testosteron einnehmen, ein Problem darstellen können. Betroffene sind sogar so weit gegangen, ihre Erfahrungen in Liedern zu schildern. Sehen Liebeslied für mein UTI von YouTuber Lex Croucher für eines meiner Lieblingsbeispiele.
Eine kurze Behandlung mit Antibiotika wird die meisten Infektionen beseitigen. Doch die Zahl der gegen Antibiotika resistenten Bakterien nimmt zu. Jemand mit einer Infektion, die einst in wenigen Tagen heilbar war, kann jetzt mehrere verschiedene Antibiotika ausprobieren, bevor er eines findet, das wirkt. Und selbst wenn Ihre Symptome verschwinden, kann es sein, dass die Bakterien nicht vollständig ausgerottet sind und etwa 30 % der Infektionen innerhalb von sechs Monaten wiederkehren. Viele Menschen müssen ein Leben mit chronisch wiederkehrenden Harnwegsinfektionen und nahezu permanenten Symptomen akzeptieren.
Jede Harnwegsinfektion birgt auch das Risiko, sich zu einer lebensbedrohlichen Nieren- oder Blutbahninfektion zu entwickeln. Dieses Risiko steigt mit dem Alter und bei Personen mit zugrunde liegenden Gesundheitszuständen. Die ständig wachsende Bedrohung durch Antibiotikaresistenzen führt dazu, dass chronische und schwere Infektionen immer häufiger werden. Selbst das bekannte mythische Heilmittel Cranberry-Saft wird keine Wirkung gegen multiresistente Bakterien haben.
Die Lösung besteht also darin, neue, bessere Antibiotika zu finden, oder? Etwas, das Bakterien schnell abtötet und gegen das Bakterien schwer resistent werden können. Dies ist im Wesentlichen das Ziel meines Promotionsvorhabens. Ich versuche, bestimmte Teile von Bakterien zu identifizieren, die gute Angriffsziele für neue Antibiotika darstellen würden. Ich werde dann ein Computermodellierungssystem verwenden, um vorhandene Medikamente zu identifizieren, die auf neue Weise verwendet werden könnten, um diese Ziele zu treffen und die Bakterien abzutöten. Diese stammen aus riesigen Datenbanken mit Millionen von Medikamenten, die für jeden Zweck in der Medizin verwendet werden, nicht unbedingt vorhandene Antibiotika. Dies ist ein Prozess, der als Arzneimittelumwandlung bezeichnet wird. Im Erfolgsfall werden der Zeit- und Kostenaufwand für die Entwicklung neuer Antibiotika reduziert.
Dies führt uns zurück zu meinen Urintanks. In meiner Forschungsgruppe arbeiten wir mit einem Bakterium namens Proteus mirabilis, eine häufige Ursache für katheterassoziierte Harnwegsinfektionen (CAUTIs). Harnkatheter sind die am häufigsten verwendeten Medizinprodukte. Der Katheter ist ein langer flexibler Schlauch, der durch die Harnröhre in den Boden der Blase eingeführt und mit einem Urinsammelbeutel außerhalb des Körpers verbunden wird. Sie werden bei Menschen aller Geschlechter mit Erkrankungen angewendet, die eine natürliche Blasenentleerung erschweren, sowie vor oder nach einigen Arten von Operationen. Je nach Situation kann der Katheter vorübergehend oder dauerhaft sein.
Aber das Vorhandensein eines Katheters erleichtert die Entwicklung von Harnwegsinfektionen. Bakterien wachsen viel leichter auf der Katheteroberfläche und der Schlauch bietet ihnen einen direkten Weg, um in die Harnröhre und die Blase einzudringen. Wenn sich die Bakterien ansammeln, blockieren sie schließlich den Schlauch und verhindern, dass Urin die Blase verlässt. Dies führt dazu, dass sich Urin in der Blase ansammelt, wo er zurück zu den Nieren fließen kann, was die Wahrscheinlichkeit lebensbedrohlicher Nieren- und Blutkreislaufinfektionen erhöht und auch durch den Harnverhalt selbst große Schmerzen verursacht.
Wir stellen diese Situation im Labor nach, indem wir Katheter verwenden, die in Replika-Glasblasen eingeführt werden. Ein Pumpensystem pumpt Urin mit Körpertemperatur durch die Blase und in den Katheter, damit wir die Auswirkungen unserer Experimente so realistisch wie möglich verfolgen können. Wir infizieren die Glasblase und lassen die Bakterien auf der Katheteroberfläche wachsen, wo die Ansammlung von Bakterien schließlich den Schlauch verstopft und verhindert, dass Urin in den Sammelbeutel gelangt.
Ein wesentlicher Aspekt dieser Experimente ist die Reproduzierbarkeit und Zuverlässigkeit der Ergebnisse. Echter Urin ist sehr unterschiedlich, je nachdem, was jemand gegessen oder getrunken hat, daher verbringe ich einen Tag pro Woche damit, Fünf-Liter-Tanks mit künstlichem Urin herzustellen, die ich in meinen Experimenten verwenden kann, um die Konsistenz zu gewährleisten. Dabei wird Wasser mit Harnstoff und verschiedenen Salzen wie Kalium und Natriumchlorid vermischt. Es riecht sogar wie echt.
Die Zeit bis zum Blockieren des Katheters entscheidet über den Erfolg verschiedener Medikamente. Diese könnten auf verschiedene Weise getestet werden: Entweder indem sie durch den Katheter in die Blase gespült, im Urin aufgelöst oder als Beschichtung auf den Katheter aufgetragen werden, bevor dieser eingeführt wird. Je länger die Katheterblockade dauert, desto erfolgversprechender ist die Behandlung. Und Sie würden die Vorfreude und Aufregung nicht glauben, die entsteht, wenn Urin langsam durch einen mit Bakterien verkrusteten Katheter tropft.
Natürlich bin ich noch keine 12 Monate in meinem dreieinhalbjährigen Projekt, und es ist ein langer, langer Weg, bis einem Patienten ein Medikament ausgehändigt wird, das seine Infektion heilt. Ich hoffe jedoch sehr, dass meine Forschung die Entwicklung neuer Antibiotika-Behandlungen unterstützen wird, um Patienten mit CAUTIS, chronischen HWI, die nicht mit bestehenden Medikamenten behandelt werden können, und allen, die das brennende Gefühl beim Pinkeln satt haben, zu helfen.