Pharmakogenomik: Was bedeutet das für Ihre Gesundheit?

Was ist Pharmakogenomik?

Die Pharmakogenomik ist ein wichtiges Beispiel für den Bereich der Präzisionsmedizin, deren Ziel es ist, die medizinische Behandlung auf jede Person oder eine Gruppe von Menschen zuzuschneiden. Die Pharmakogenomik untersucht, wie Ihre DNA Ihre Reaktion auf Medikamente beeinflusst. In manchen Fällen kann Ihre DNA Einfluss darauf haben, ob Sie schlecht auf ein Medikament reagieren oder ob ein Medikament Ihnen hilft oder keine Wirkung hat. Die Pharmakogenomik kann Ihre Gesundheit verbessern, indem sie Ihnen hilft, im Voraus zu erkennen, ob ein Medikament für Sie wahrscheinlich von Nutzen ist und ob die Einnahme für Sie sicher ist. Die Kenntnis dieser Informationen kann Ihrem Arzt dabei helfen, das für Sie am besten geeignete Arzneimittel zu finden.

Wie funktioniert Pharmakogenomik?

Medikamente interagieren auf vielfältige Weise mit Ihrem Körper, je nachdem, wie Sie das Medikament einnehmen und wo das Medikament in Ihrem Körper wirkt. Nachdem Sie ein Medikament eingenommen haben, muss Ihr Körper es abbauen und an die vorgesehene Stelle transportieren. Ihre DNA kann mehrere Schritte in diesem Prozess beeinflussen und so beeinflussen, wie Sie auf das Medikament reagieren. Einige Beispiele für diese Interaktionen sind:

01. Arzneimittelrezeptoren. Einige Medikamente müssen an Proteine auf der Oberfläche von Zellen, sogenannte Rezeptoren, binden, damit sie richtig wirken können. Ihre DNA bestimmt, welche Art von Rezeptoren Sie haben und wie viele, was Ihre Reaktion auf das Medikament beeinflussen kann. Möglicherweise benötigen Sie eine höhere oder niedrigere Menge des Arzneimittels als die meisten Menschen oder ein anderes Arzneimittel.

Beispiel: Brustkrebs und T-DM1. Einige Brustkrebsarten produzieren zu viel HER2, einen Rezeptor, und dieses zusätzliche HER2 hilft der Krebsentstehung und -ausbreitung. Das Medikament T-DM1 kann zur Behandlung dieser Art von Brustkrebs eingesetzt werden und wirkt, indem es an HER2 an Krebszellen bindet und diese abtötet. Wenn Sie Brustkrebs haben, kann Ihr Arzt eine Probe Ihres Tumors untersuchen, um festzustellen, ob T-DM1 die richtige Behandlung für Sie ist. Wenn Ihr Tumor eine hohe Menge an HER2 aufweist (HER2-positiv), kann Ihr Arzt Ihnen T-DM1 verschreiben. Wenn Ihr Tumor nicht über genügend HER2 verfügt (HER2-negativ), wird T-DM1 bei Ihnen nicht wirken.

02. Drogenaufnahme. Einige Medikamente müssen aktiv in die Gewebe und Zellen aufgenommen werden, in denen sie wirken. Ihre DNA kann die Aufnahme bestimmter Medikamente beeinflussen. Eine verminderte Aufnahme kann dazu führen, dass das Medikament nicht so gut wirkt und sich in anderen Teilen Ihres Körpers ansammelt, was zu Problemen führen kann. Ihre DNA kann auch beeinflussen, wie schnell einige Medikamente aus den Zellen, in denen sie wirken, entfernt werden. Wenn Medikamente zu schnell aus der Zelle entfernt werden, haben sie möglicherweise keine Zeit zu wirken.

Beispiel: Statine und Muskelprobleme. Statine sind Medikamente, die in der Leber wirken und dabei helfen, den Cholesterinspiegel zu senken. Damit Statine richtig wirken können, müssen sie zunächst in die Leber aufgenommen werden. Statine werden durch ein Protein des SLCO1B1-Gens in die Leber transportiert. Bei einigen Menschen liegt eine spezifische Veränderung in diesem Gen vor, die dazu führt, dass weniger Statin namens Simvastatin in die Leber aufgenommen wird. Bei Einnahme hoher Dosen kann sich Simvastatin im Blut ansammeln und Muskelprobleme, einschließlich Schwäche und Schmerzen, verursachen. Vor der Verschreibung von Simvastatin empfiehlt Ihr Arzt möglicherweise einen Gentest auf das SLCO1B1-Gen, um zu überprüfen, ob Simvastatin das beste Statin für Sie ist, oder um festzustellen, welche Dosis am besten wirkt.

03. Drogenzusammenbruch. Ihre DNA kann beeinflussen, wie schnell Ihr Körper ein Medikament abbaut. Wenn Sie das Medikament schneller abbauen als die meisten Menschen, wird Ihr Körper das Medikament schneller ausscheiden und Sie benötigen möglicherweise mehr von dem Medikament oder ein anderes Medikament. Wenn Ihr Körper das Medikament langsamer abbaut, benötigen Sie möglicherweise weniger Medikament.

Beispiel: Depression und Amitriptylin. Der Abbau des Antidepressivums Amitriptylin wird durch zwei Gene namens CYP2D6 und CYP2C19 beeinflusst. Wenn Ihr Arzt Amitriptylin verschreibt, empfiehlt er möglicherweise einen Gentest auf die Gene CYP2D6 und CYP2C19, um zu entscheiden, welche Dosis des Arzneimittels Sie benötigen. Wenn Amitriptylin zu schnell abgebaut wird, benötigen Sie eine höhere Dosis, damit es wirkt, oder Sie müssen möglicherweise ein anderes Medikament einnehmen. Wenn Amitriptylin sehr langsam abgebaut wird, müssen Sie eine geringere Dosis oder ein anderes Arzneimittel einnehmen, um eine schlechte Reaktion zu vermeiden.

04. Gezielte Arzneimittelentwicklung. Pharmakogenomische Ansätze zur Arzneimittelentwicklung zielen auf das zugrunde liegende Problem und nicht nur auf die Behandlung von Symptomen. Einige Krankheiten werden durch spezifische Veränderungen (Mutationen) in einem Gen verursacht. Das gleiche Gen kann verschiedene Arten von Mutationen aufweisen, die unterschiedliche Auswirkungen haben. Einige Mutationen können dazu führen, dass ein Protein nicht richtig funktioniert, während andere dazu führen können, dass das Protein überhaupt nicht hergestellt wird. Medikamente können basierend darauf entwickelt werden, wie sich die Mutation auf das Protein auswirkt, und diese Medikamente wirken nur bei einer bestimmten Art von Mutation.

Beispiel: Mukoviszidose und Ivacaftor. Mukoviszidose wird durch Mutationen im CFTR-Gen verursacht, die das CFTR-Protein beeinflussen. Das CFTR-Protein bildet einen Kanal, der als Durchgang dient, um Partikel durch die Zellen in Ihrem Körper zu transportieren. Bei den meisten Menschen wird das Protein korrekt hergestellt und der Kanal kann sich öffnen und schließen. Einige Mutationen, die Mukoviszidose verursachen, führen dazu, dass ein Kanal geschlossen wird. Das Medikament Ivacaftor wirkt auf diese Art von Mutation, indem es den Kanal öffnet. Es ist nicht zu erwarten, dass Ivacaftor bei Menschen mit Mukoviszidose wirkt, deren Mutationen dazu führen, dass der Kanal überhaupt nicht gebildet wird.

Wie die Pharmakogenomik das Leben von Patienten durch personalisierte Rezepte verbessert hat

Wussten Sie, dass Ihre DNA zu 99,9 % mit der Ihres Nachbarn übereinstimmt? Was macht dich also zu dir? Die verbleibenden 0,1 % können alles beeinflussen, von Ihrer Größe über Ihr Gewicht bis hin zur Haarfarbe. Es kann sich auch darauf auswirken, wie Ihr Körper auf bestimmte Arten von Medikamenten reagiert und diese abbaut.

Das aufstrebende wissenschaftliche Gebiet der Pharmakogenomik kombiniert Pharmakologie und Genomik, um zu verstehen, wie die Gene eines Individuums mit Medikamenten interagieren (der Begriff wird möglicherweise mit PGx abgekürzt oder austauschbar mit dem Begriff Pharmakogenetik verwendet). Diese Wissenschaft ermöglicht es Gesundheitsdienstleistern im Bereich der psychischen Gesundheit und darüber hinaus, die Behandlung auf der Grundlage der DNA eines einzelnen Patienten zu personalisieren.

Obwohl dieses Konzept sehr dem 21. Jahrhundert zuzuordnen ist, reicht seine Geschichte tatsächlich Jahrtausende zurück.

Das früheste Beispiel der Pharmakogenomik

Um den Ursprung der Pharmakogenomik zu finden, muss man buchstäblich Jahrhunderte zurückgehen. Im Jahr 510 v. Chr. dokumentierte der berühmte Philosoph Pythagoras, nach dem das mathematische Theorem benannt ist, potenziell tödliche Reaktionen bei einigen, aber nicht allen seiner Landsleute, wenn sie Ackerbohnen zu sich nahmen.1 Obwohl das Verständnis der Genetik noch in weiter Ferne lag, war Pythagoras auf etwas Wichtiges aufmerksam : Was bei einer Person passiert, wenn sie etwas konsumiert, kann bei einer anderen Person eine ganz andere Wirkung haben. Dies ist einer der Grundpfeiler der Pharmakogenomik. (Er hatte Recht; seine Beobachtung führte schließlich zur Entdeckung eines G6PD-Mangels.2)

Da mehr Informationen über das menschliche Genom verfügbar sind und mehr Forschung Erkenntnisse über die Rolle von Genen auf die variablen Wirkungen von Medikamenten liefert, hat sich das Gebiet der Pharmakogenomik in den letzten Jahren erheblich erweitert.

Anwendungen der Pharmakogenomik heute

„In den letzten 15 Jahren hat sich das Fachgebiet von einem reinen Forschungsgebiet zu einer klinischen Anwendung entwickelt“, sagt Josh Peterson, M.D., Professor für Biomedizinische Informatik und Medizin und Direktor des Center for Precision Medicine an der Vanderbilt University Medizinisches Zentrum in Nashville, Tennessee. (Lesen Sie hier eine Frage-und-Antwort-Runde mit Dr. Peterson zu Arzneimittel-Arzneimittel- und Gen-Arzneimittel-Wechselwirkungen.)

„Wir können genetische Marker anhand einer Blut- oder Speichelprobe messen, um Arzneimittelreaktionen vorherzusagen“, sagt Dr. Peterson. Dazu gehört, wie wahrscheinlich es ist, dass ein Medikament bei einer bestimmten Person wirkt (oder nicht wirkt), bei der das Risiko unerwünschter Arzneimittelwirkungen (ADEs) besteht, und welche optimale Dosis zu verschreiben ist. „Die meisten Ergebnisse beziehen sich auf den Arzneimittelstoffwechsel – wie viel des Arzneimittels im Blutkreislauf zirkuliert“, sagt er.

Bei der Verschreibung von Medikamenten spielen Faktoren wie die Nieren- und Leberfunktion eine entscheidende Rolle. Die Pharmakogenomik „fügt unseren Überlegungen bei der Verschreibung von Arzneimitteln eine weitere Dimension hinzu“, sagt Dr. Peterson.

Pharmakogenomik kann die Einnahme von Medikamenten sicherer machen

Unabhängig davon, ob es sich um Herzmedikamente oder Antidepressiva handelt, die Sie einnehmen, kann die Pharmakogenomik dabei helfen, herauszufinden, welche Medikamente mit größerer Wahrscheinlichkeit Nebenwirkungen verursachen oder bei welchen Medikamentendosierungen eine Person mehr oder weniger wahrscheinlich an ADEs erkrankt. Dies hat erhebliche Auswirkungen, da schädliche Nebenwirkungen bei hospitalisierten Patienten jedes Jahr zu einer von fünf Verletzungen oder Todesfällen führen.

Beispielsweise wurde bei Personen, die wegen Stimmungs- und Angststörungen behandelt wurden, eine pharmakogenetisch gesteuerte Behandlung mit einem deutlichen Rückgang der Nebenwirkungen von Medikamenten in Verbindung gebracht.

Pharmakogenomik kann Behandlungspläne effektiver machen

Auf viele Medikamente reagiert der Einzelne unterschiedlich. Als Beispiel wurde bei Patienten mit Depressionen angeführt, dass nur etwa ⅓ der mit einem anfänglichen Antidepressivum behandelten Personen in der Lage sind, eine Remission zu erreichen. Obwohl viele Faktoren eine Rolle spielen können, kann es bei vielen Arten von Medikamenten genetisch bedingt sein, dass sie unwirksam sind oder keine therapeutische Reaktion zeigen.

Pharmakogenomische Tests können in dieser Hinsicht von entscheidender Bedeutung sein, da sie Aufschluss darüber geben, welche Medikamente für einen einzelnen Genotyp möglicherweise wirksamer und welche weniger wirksam sind. Dadurch wird die Behandlung auf eine Linderung der Symptome ausgerichtet, was letztendlich zum Ziel einer Remission führt. Einige Beispiele sind:

* Bei Clopidogrel, das bei kardiovaskulären und neurovaskulären Indikationen eingesetzt wird, gibt es bei einigen Patienten eine starke genetische Grundlage für ein Therapieversagen, stellt Dr. Peterson fest.

* Mehrere Metaanalysen (Studien, die mehrere verschiedene Studien kombinieren) von Personen, die sich einer Behandlung wegen einer schweren depressiven Störung unterziehen, zeigten eine um mehr als 70 % erhöhte Wahrscheinlichkeit einer Remission bei PGx-gesteuerter Behandlung im Vergleich zur üblichen Behandlung.

Was sind Drehgelenke? Funktionsweise, Typen und Anwendungen von Drehgelenken

Wenn es um bewegliche Rohrverbindungen geht, sind Drehgelenke eine Lösung. Sie ermöglichen es, einen Teil/eine Komponente des Systems relativ zum anderen zu bewegen oder zu drehen. Diese langsame Rotationsbewegung verleiht dem Rohrleitungssystem eine sehr gute Flexibilität. In diesem Artikel lernen wir die Grundlagen von Drehgelenken, ihre Anwendungen, Typen, Merkmale, Funktionsweise und Auswahl kennen.

Was ist ein Drehgelenk?

Ein Rohr Drehgelenk ist eine präzisionsgefertigte flexible Rohrleitungskomponente, die zwischen Rohren, Schläuchen oder Geräten installiert wird. Ihr Design ermöglicht es einer Komponente des Systems, sich relativ zur anderen zu bewegen/drehen. Industrielle Drehgelenke sind für den Einsatz in einem großen Temperatur- und Druckbereich ausgelegt. Sie müssen in der Lage sein, äußere Kräfte und erzeugte Spannungen aufzunehmen. Richtig konstruierte Drehgelenke können eine 360-Grad-Drehung in 1, 2 oder 3 Ebenen ermöglichen.

Anwendungen von Drehgelenken

Drehgelenke werden in verschiedenen Branchen eingesetzt, darunter

  • Chemische und petrochemische Industrie
  • Kraftwerke
  • Metall und Bergbau
  • Wasseraufbereitung und Kommunaltechnik
  • Pharmazeutische Industrie
  • Lebensmittel- und Getränkeindustrie
  • Raffinerieindustrie
  • Prüfstände
  • Kühlwasserversorgung und Wasseraufbereitungsanlagen
  • Hydrauliksysteme und Pneumatik
  • Tinten- und Farbenindustrie
  • Brau- und Destillationsindustrie
  • Automobilindustrie
  • Recyclingindustrie
  • Ladeausrüstung
  • Luftfahrt und Schiffbau
  • Papier- und Holzindustrie
  • Kryogene Industrie
  • Eine der häufigsten Anwendungen von Drehgelenken sind Ladearme für Schiffe.

Materialien für Drehgelenke

Drehgelenke werden je nach Anwendungsanforderungen aus verschiedenen Materialien hergestellt. Einige der gebräuchlichsten Materialien für Drehgelenke sind:

  • Kohlenstoffstahl
  • Edelstahl
  • Aluminium
  • Messing
  • Sphäroguss
  • Bronze
  • Hastelloy
  • Duplex-Stahl
  • Monel
  • PTFE-ausgekleidet

Eigenschaften von Drehgelenken

Die Hauptmerkmale von Drehgelenken sind:

  • Es handelt sich um kompakte technische Komponenten.
  • Sie sorgen für dichte Abdichtung
  • Sie verfügen über eine geschützte Lagerkammer
  • Lager mit langer Lebensdauer
  • Einfache Schmierung
  • Es ist keine Feldanpassung erforderlich
  • Sie sind starr, sicher und nachhaltig
  • Drehgelenke sind in verschiedenen Größen ab 3/4 Zoll erhältlich.
  • Sie werden normalerweise als Flansch-, Gewinde- und stumpfgeschweißte Endverbindungen hergestellt.

Funktionsweise eines Drehgelenks

Drehgelenke bestehen normalerweise aus zwei Hauptkomponenten; der Ärmel und der Körper. Sie werden durch einen oder mehrere kugelgelagerte Laufringe fixiert. Diese kugelgelagerten Laufringe halten das Gehäuse und die Drehgelenkhülse richtig ausgerichtet, sodass das Drehgelenk eine Drehbewegung um seine Achse ausführen kann. Da sich die beiden Teile des Drehgelenks drehen können, drehen sich auch die an den beiden Enden des Drehgelenks angeschlossenen Rohrleitungssystemkomponenten frei und unabhängig um die Drehachse. Um mehrere Drehachsen zu haben, werden mehrere Drehgelenke mit unterschiedlichen Ausrichtungen installiert. Dies ermöglicht dem System mehr Bewegungsfreiheit zwischen den Seiten eines Flüssigkeitsfördersystems. Zur Schmierung der Lagerlaufbahnen können verschiedene Arten von Schmiermitteln verwendet werden.

Die eigentliche mechanische Arbeit wird von den Kugellagern des Wirbels übernommen. Der wichtigste Teil des Drehgelenks ist jedoch die flüssigkeitsdichte Druckdichtung, die das unter Druck stehende Arbeitsmedium zurückhält. Druckdichtungen können aus Thermoplasten oder Elastomeren wie PRFE, FKM, Kalrez, Fluorelastomer, Chemraz und Nitrilkautschuk hergestellt werden. Aufgrund der Eigenschaften dieser Dichtungsmaterialoptionen eignen sie sich für den Einsatz mit verschiedenen Flüssigkeiten in einem Bereich von Betriebstemperaturen.

Arten von Drehgelenken

Drehgelenke können anhand der folgenden Parameter kategorisiert werden:

Abhängig von der Endverbindung gibt es drei Arten von Drehgelenken

  • Flanschdrehgelenk
  • Drehgelenk mit Gewinde und
  • Geschweißtes Drehgelenk.

Abhängig von den Arbeitskomponenten gibt es drei Arten von Drehgelenken:

  • Kompakte O-Ring-Drehgelenke, die einen O-Ring zur Druckabdichtung verwenden.
  • V-Ring-Drehgelenke, die zur Abdichtung eine dreifache V-Ring-Packung verwenden. Sie sind robust gebaut und für schwere Anwendungen geeignet.
  • Drehgelenke mit geteiltem Flansch, die eine separate Lagerpaketkonstruktion mit einem H-Ring und zwei O-Ringen verwenden.

Erklären Sie etwas über Wissenschaft in unserem täglichen Leben?

Wissenschaft ist eine systematische und logische Untersuchung der Funktionsweise des Universums. Wissenschaft ist ein sich ständig veränderndes Thema. Wissenschaft wird auch als systematische Beobachtung, Experiment und Messung der Natur und des Verhaltens des materiellen und physikalischen Universums sowie als Formulierung von Gesetzen zur allgemeinen Darstellung dieser Tatsachen definiert.

Die Wissenschaft ist einer der Segnungen der Menschheit. Es hat wesentlich zur Verbesserung des Lebensstandards der Menschheit beigetragen. In jedem Aspekt unseres Lebens ist die Wissenschaft allgegenwärtig und allmächtig. Die Wissenschaft ist der Hauptakteur in jedem Teil unseres Lebens.

Bedeutung der Wissenschaft in unserem täglichen Leben

Haben Sie sich jemals gefragt, wie wir es schaffen, angesichts von Klimaanlagen, Ventilatoren und Kühlern einen kühlen Kopf zu bewahren? Menschen sind von Natur aus neugierige Wesen, die sich für die Gründe von Ereignissen interessieren und neugierig sind. Allerdings war die Frage, wie man die Eigenschaften einer bestimmten Art oder eines bestimmten Objekts untersuchen kann, für alle Menschen ein großes Anliegen. Es gibt Wissenschaftler, die das Studium mehrerer Fächer unter der breiten Disziplin der Naturwissenschaften zusammengefasst haben.

Die Menschheit hat enorm von der Wissenschaft profitiert. Der Mensch als logisches Wesen war in seinem Streben nach Umweltbelangen seltsam, was zu mehreren Entdeckungen in verschiedenen Teilen der Welt geführt hat. Das Studium der Umwelt wird als Wissenschaft bezeichnet. Tiere, Chemikalien, Kraft, Erde, Pflanzen und andere Themen werden in verschiedenen Wissenschaftsbereichen wie Physik, Chemie und Biologie untersucht.

Einstein sagte: „Unsere gesamte Wissenschaft ist, gemessen an der Realität, primitiv und kindlich – und dennoch das Kostbarste, was wir haben.“

Beispiele für die Bedeutung und den Nutzen der Wissenschaft im täglichen Leben

Beispiele für den Einsatz von Wissenschaft im Alltag sind:

* Wir benutzen Autos, Fahrräder oder Fahrräder, um von einem Ort zum anderen zu gelangen; das alles sind Erfindungen der Wissenschaft.
* Wir verwenden Seifen; diese werden auch von der Wissenschaft vorgegeben.
* Zum Kochen verwenden wir Flüssiggas und einen Herd usw.; diese sind alle von der Wissenschaft vorgegeben.
* Sogar das Haus, in dem wir leben, ist ein Produkt der Wissenschaft.
* Das Bügeleisen, mit dem wir unsere Kleidung bügeln, ist eine Erfindung der Wissenschaft, selbst die Kleidung, die wir tragen, ist von der Wissenschaft vorgegeben.

Nutzung der Wissenschaft in verschiedenen Bereichen und Branchen

Die Nutzung der Wissenschaft in verschiedenen Bereichen ist wie folgt:

Landwirtschaft

Auf dem Gebiet der Landwirtschaft hat sich die Wissenschaft durch ihren großen Beitrag einen Namen gemacht. Selbst für die Aussaat der Samen auf Feldern stehen heute Maschinen zur Verfügung. Traktor, Dreschmaschine, Tropfbewässerungssystem, Sprinklerbewässerungssystem usw. sind allesamt wissenschaftliche Erkenntnisse. Alle Düngemittel werden auch von der chemischen Wissenschaft bestimmt.

Medizin

Der medizinische Bereich basiert ausschließlich auf der Nutzung der Wissenschaft. Alle Medikamente werden durch medizinische Chemie verabreicht. Auch im medizinischen Bereich werden Hilfsmittel von der Wissenschaft bereitgestellt. Maschinen wie Krankentragen, das EKG-Gerät, MRT-Geräte und sogar Injektionen wurden von der Wissenschaft erfunden.

Transport

Alle Fahrzeuge sind die Erfindung der Wissenschaft. Die Wissenschaft hat die Welt zu einem kleinen Ort gemacht. Von Kaschmir nach Kanyakumari gelangen Sie in nur wenigen Stunden. Fahrräder, Motorroller, Autos, Flugzeuge usw. sind allesamt Erfindungen der Wissenschaft. Durch den Einsatz wissenschaftlicher Maschinen können wir Güter einfacher und schneller transportieren.

Kommunikation

Die Wissenschaft hat die Welt sehr klein gemacht. Sie können in Sekundenbruchteilen mit jedem überall sprechen. Telefone, Mobiltelefone usw. sind allesamt Erfindungen der Wissenschaft. Alle diese Kommunikationsmedien sind ebenfalls zu sehr geringen Kosten verfügbar. Alles ist also für den einfachen Mann erreichbar. Die Wissenschaft hat es sehr einfach und kostengünstig gemacht, mit jemandem über ein Mobiltelefon zu sprechen.

Bau

Die Wissenschaft ist die Grundlage aller von uns errichteten Gebäude. Der Bau von Gebäuden erfolgt auf der Grundlage der von der Wissenschaft vorgegebenen Technologie. Von der Wissenschaft vorgegebene Maschinen für Bauarbeiten wie Motorgrader, Bulldozer, Baggerlader usw.

Fotografie

Die Wissenschaft hat uns viele Maschinen für die Fotografie gegeben. Heutzutage ist es sehr einfach, auf ein Bild zu klicken. Die Kamera wurde sogar in Ihre kleinen Mobiltelefone eingebaut. Abgesehen davon hat uns die Wissenschaft viele Maschinen gegeben, die in jedem einzelnen Aspekt unseres Lebens nützlich sind, wie zum Beispiel Computer.

Zusammenfassung

Angesichts der Magie und Bedeutung der Wissenschaft können wir sagen, dass sie in allen Bereichen des menschlichen Lebens von großem Nutzen ist. Es ist von großer Bedeutung, unser Leben einfacher zu machen. Es gibt eine Antwort auf alle Kuriositäten rund um das Leben. Es beflügelt durch seine Fakten und Theorien unsere Fantasie.

Wie nutzen wir Wissenschaft im Alltag?

Die anhaltenden Bemühungen und der Kampf um die Erweiterung des Horizonts systematischen Wissens führten zu einem Bedürfnis, die Natur und die damit verbundenen Ereignisse zu beschreiben und zu verstehen. Dieses Bedürfnis führte zur Geburt dessen, was wir heute als Wissenschaft kennen. Und heute ist die Wissenschaft ein wichtiges Fach geworden. Außerdem machen uns Ereignisse wie Kochen, Kochen von Wasser, Anzünden einer Kerze, Gerinnen von Milch, Elektrizität, motorisierte Fahrzeuge, Mobiltelefone usw. im Allgemeinen die Präsenz der Wissenschaft im Alltag bewusst. Anhand der oben genannten Beispiele können wir die Breite und Bedeutung der Wissenschaft im Alltag erkennen. Um das Studium komfortabler zu gestalten, wurde es weiter in Untergruppen wie Physik, Chemie, Biologie, Geologie usw. unterteilt. Unser Hauptfach ist die Chemie.

Chemie ist der Wissenschaftszweig, der sich mit Veränderungen und Transformationen in Bezug auf Materie und den Faktoren, die diese Transformationen beeinflussen, befasst. Es befasst sich mit den Wechselwirkungen zwischen den Grundbestandteilen der Materie. Die chemischen Umwandlungen in der Chemie werden oft als chemische Reaktionen bezeichnet. Wir können nicht leugnen, dass unsere Welt voller Produkte ist, die auf die eine oder andere Weise mit chemischen Reaktionen in Zusammenhang stehen. Einige davon entstehen sogar durch natürliche Prozesse, andere werden kommerziell chemisch hergestellt.

Die Wissenschaft im Alltag beschränkt sich nicht nur auf das Kochen oder Kochen von Wasser; Auch die riesigen Industrieanlagen, die mithilfe unterschiedlicher chemischer Reaktionen eine Vielzahl von Waren herstellen, sind Teil unseres täglichen Lebens. Von der Verwendung von Düngemitteln in der Landwirtschaft bis hin zur Hautcreme, mit der wir die Allgegenwart und Anwendung der Wissenschaft im Alltag bestätigten.

Insbesondere die Chemie spielt als Untereinheit der Naturwissenschaften eine zentrale Rolle. Es kann die Funktionsweise des Gehirns erklären und sogar die Wetterbedingungen vorhersagen. Mittlerweile haben Chemieingenieure die Gesetze und Prinzipien der Chemie genutzt, um Prozesse zur Skalierung chemischer Reaktionen für kommerzielle Zwecke zu entwickeln. Die Herstellung von Düngemitteln, supraleitender Keramik, Erdölprodukten, Lösungsmitteln, Polymeren, Seifen, Reinigungsmitteln usw. basiert auf der Chemie von Atomen und Molekülen.

Daher ist der Einsatz von Chemie im täglichen Leben und ihre Bedeutung ein entscheidender Faktor, der das menschliche Leben auf allen Ebenen verbessert. Darüber hinaus wird uns die Erweiterung unseres Wissens über Chemie im Zuge unseres weiteren Fortschritts dabei helfen, neue Geräte und Chemikalien herzustellen, die sogar noch effizienter sind als die bisherigen.

Nutzung der Wissenschaft im Alltag

01. Die Wissenschaft hat Kommunikation ermöglicht

Haben Sie sich jemals gefragt, wie anders unser Leben ohne die Mobiltelefone, Festnetzanschlüsse und Internetdienste sein wird, die wir heute nutzen? GPS-Systeme, Telefon, Telefax, Laptops usw. – alles ist ein Geschenk der Wissenschaft und aus unserem Leben nicht mehr wegzudenken. All diese Erfindungen der Wissenschaft haben uns die Welt näher gebracht und den Austausch und die Übertragung von Informationen von einem Winkel der Welt zum anderen ermöglicht.

02. Im Bereich der Medizin

Wir wissen, dass der Fortschritt in der Wissenschaft der Grund dafür ist, dass wir heute das Heilmittel für Millionen von Krankheiten und Beschwerden gefunden haben. Herztransplantationen und verschiedene kritische medizinische Eingriffe sind nur dank der Wissenschaft und ihrer Innovationen möglich. Ärzte können mit Hilfe von Röntgenstrahlen das Innere unseres Körpers sehen, was eine weitere bemerkenswerte Entdeckung der Wissenschaft ist.

03. Energiequelle

Die Entdeckung der Atomenergie hat es uns ermöglicht, alle fortschrittlichen Energieformen zu erfinden, die wir in unserem täglichen Leben nutzen. Auch die Elektrizität ist ein Ergebnis dieser Innovation, die es dem Menschen ermöglicht hat, seine Nächte in Tage zu verwandeln und somit länger zu arbeiten. Auch Fernsehen und Radio, die uns Unterhaltung und Entspannung bieten, sind Geschenke der Wissenschaft.

04. Jede einzelne Maschine, die wir verwenden

Angefangen bei einem einfachen Taschenrechner bis hin zur Verwendung hochwertiger Haushaltsgeräte ist die Wissenschaft ein Teil unserer Existenz. Von der Zeit, in der wir mit dem Wecker aufwachen, bis zu der Zeit, in der wir abends ins Bett gehen, ist alles, was wir im Büro und zu Hause tun, mit der Nutzung der Wissenschaft verbunden.

05. Kinder spielen auf dem Spielplatz

Das Fliegen eines einfachen Drachens erfordert wissenschaftliche Erkenntnisse, da es dabei um den Höhenwinkel, die Geschwindigkeit und die Distanz geht.

06. Kochen erfordert auch Wissenschaft

Ein Eiswürfel, den wir zu Hause herstellen, ist ein perfektes Beispiel für das Schmelzen und Gefrieren. Die beim Kochen stattfindenden Verdunstungs- und Kondensationsprozesse sind auch ein Beweis dafür, dass die Wissenschaft allgegenwärtig ist.

07. Lebensmittelverschwendung ist auch eine Wissenschaft

Sie haben also ein Stück Brot zurückgelassen und es bildet sich darauf Schimmel. Oder lassen Sie uns über Erbsenkonserven, Ananas, Pfirsiche usw. sprechen. Dieses Zersetzungs- und Konservierungsphänomen ist ebenfalls Wissenschaft.

Ob Sie es glauben oder nicht, selbst das Wehen des Windes beinhaltet eine Essenz der Wissenschaft.

Wir feiern Wissenschaft und Innovation in der Landwirtschaft

Management natürlicher Ressourcen

Die 570 Millionen Landwirte auf der Welt sind wohl die wichtigsten Hüter von Land, Wasser und Artenvielfalt auf der Erde. Weltweit werden heute etwa 40 % der gesamten Landfläche, zwei Drittel der Wasserentnahmen und 85 % des Wasserverbrauchs von der Landwirtschaft genutzt. Dies ist ein Anstieg gegenüber etwa 7 % der gesamten Landfläche im Jahr 1700, als die Bevölkerung weniger als 10 % der heutigen Bevölkerung ausmachte.

Fortschritte in der Technologie und in den landwirtschaftlichen Praktiken haben dazu beigetragen, dass Landwirte viel produktiver geworden sind und Pflanzen effizient in Gebieten angebaut haben, die für die landwirtschaftliche Produktion am besten geeignet sind.

Ohne diese Fortschritte müsste viel mehr Land kultiviert werden, um die Nahrungsmittel zu produzieren, die wir heute brauchen. Schätzungen zufolge könnten wir beispielsweise die gleiche Menge an Nahrungsmitteln, die vor fünfzig Jahren angebaut wurden, auf weniger als einem Drittel der damals genutzten Fläche produzieren. Wenn die Erträge seit 1961 gleich geblieben wären, müssten wir heute mehr als das Doppelte der Landfläche bewirtschaften, um die Bevölkerung zu ernähren – eine Verschiebung von 12,2 Milliarden Acres auf mindestens 26,3 Milliarden Acres. Das sind 82 % unserer gesamten Landfläche auf der Erde.

Ebenso tendieren Landwirte dazu, Wasser effizienter zu nutzen, wenn ihre Erträge steigen. Nach Angaben des International Water Management Institute verbraucht ein Bauer, der etwa das Achtfache des Ertrags eines anderen Landwirts anbaut, dafür nur etwa dreimal so viel Wasser.

Landwirtschaftliche Erweiterung

Innovation wird nicht nur durch technologische Fortschritte vorangetrieben, sondern auch durch neuartige Möglichkeiten, Landwirte zu organisieren und sie mit den Informationen zu versorgen, die sie benötigen.

Viele Kleinbauern auf der ganzen Welt bewirtschaften immer noch die gleiche Art und Weise wie ihre Vorfahren vor Tausenden von Jahren. Traditionelle landwirtschaftliche Ansätze mögen für einige weiterhin funktionieren, aber neue Praktiken können vielen dabei helfen, die Erträge, die Bodenqualität und das Naturkapital sowie die Lebensmittel- und Ernährungssicherheit erheblich zu verbessern.

Beispielsweise könnte ein Kleinbauer in Afrika seine Samen immer noch über sein Land verteilen, anstatt gleichmäßig und in Reihen zu säen. Dadurch wird verhindert, dass die Wurzeln der Pflanze die maximale Menge an Nährstoffen aus dem Boden aufnehmen. Sie könnte Saatgut verwenden, das von Generation zu Generation aufbewahrt wurde. Während einheimisches Saatgut für den Schutz der genetischen Vielfalt wichtig ist, könnte verbessertes Saatgut ihr auch dabei helfen, sich an veränderte Klimabedingungen anzupassen, Pflanzenkrankheiten zu bekämpfen und höhere Erträge zu erzielen. Sie pflanzt möglicherweise Jahr für Jahr die gleiche Ernte an, anstatt ihre Ernte zu wechseln oder eine Reihe von Nutzpflanzen zusammen anzupflanzen, um mehr anzubauen, die Bodengesundheit zu erhalten und die Ernährung ihrer Familie zu diversifizieren. Und sie könnte ihre Ernte so lagern, dass sie anfällig für Schädlinge, Krankheiten und Fäulnis ist.

Manchmal werden Innovationen zur Lösung dieser Probleme über Erweiterungsschulungen in landwirtschaftliche Betriebe eingeführt. Landwirte selbst können auf innovative Weise organisiert werden, sodass sie einfacher und effektiver mit Informationen erreicht werden. Art und Stil der Erweiterung selbst haben sich im Laufe der Zeit stark weiterentwickelt. Beispielsweise verändern Fortschritte in der Satellitenkartierung und Informations- und Kommunikationstechnologien (IKT) heute die traditionellere landwirtschaftliche Beratungsarbeit. Dadurch wird die Landwirtschaft präziser und produktiver.

Verbesserte Eingaben

Die Qualität, Verfügbarkeit und ordnungsgemäße Verwendung landwirtschaftlicher Betriebsmittel sind von zentraler Bedeutung für die landwirtschaftliche Produktion und Nachhaltigkeit.

Die Pflanzen, die wir heute anbauen, wurden in den letzten zehntausend Jahren so gezüchtet, dass sie sich deutlich von ihren wilden Vorfahren unterscheiden. Mais beispielsweise hat sich aus einer Art namens Teosinte entwickelt, die in Mesoamerika beheimatet ist. In ähnlicher Weise ist moderner Weizen das Ergebnis der Selektion von Mutationen durch Landwirte im Nahen Osten, die aus der natürlichen Kreuzung verschiedener Wildgrasarten resultieren.

Landwirte sind heute mit einem sich verändernden Klima konfrontiert, das Saatgut erfordert, das mit zunehmenden Dürreperioden, Hitzewellen, Überschwemmungen und erhöhten Salzgehalten zurechtkommt. Dies geschieht, während die Ackerfläche pro Kopf immer weiter abnimmt, was die Landwirte dazu zwingt, die Ernte auf den vorhandenen Flächen zu maximieren.

Dazu müssen die richtigen Inputs in der richtigen Menge, zur richtigen Zeit und am richtigen Ort eingesetzt werden. Dies wird als 4R bezeichnet und ist ein integraler Bestandteil der besten Managementpraktiken für eine verbesserte und effizientere Düngemittelausbringung. In weiter entwickelten Ländern helfen beispielsweise globale Positionierungssysteme (GPS) den Landwirten dabei, ihren Düngemitteleinsatz zu verfolgen und ihn sehr genau an die verschiedenen Bodentypen auf ihrem Bauernhof anzupassen. Es kann ihnen auch helfen, potenzielle Schädlings- oder Krankheitsausbrüche zu erkennen.

Ohne Pestizide und andere Schädlingsbekämpfungsmittel könnten schätzungsweise 70 % der Welternte verloren gehen, statt heute 42 %. Um diesen Verlust auszugleichen, müssten wesentlich mehr Ackerflächen in die Produktion gebracht werden.

Das Agriculture Resilience Act ist ein Gewinn für die nachhaltige Ernährungswissenschaft

Der Agriculture Resilience Act (ARA) von 2023 wurde heute im Kongress erneut eingebracht. Bei der ARA handelt es sich um eine umfassende, wissenschaftlich fundierte Gesetzgebung, die viele Themen im Zusammenhang mit Umwelt- und Klimabelangen in der Landwirtschaft abdeckt, darunter den Schutz von Agrar- und Weideflächen, erneuerbare Energien sowie Lebensmittelverluste und -verschwendung. Bei der ARA handelt es sich um eine mutige Gesetzgebung, die Landwirte mit Mitteln für die Klimaresilienz ausstattet, einschließlich eines dringend benötigten Fokus auf die Bodengesundheit.

Aber was mich an der ARA begeistert, ist ein kleiner, aber wirkungsvoller Abschnitt über Forschung, der wirklich transformative Änderungen an der Vision des Missionsbereichs des US-Landwirtschaftsministeriums für Forschung, Bildung und Wirtschaft (USDA REE) und an vorrangigen Bereichen in seiner Landwirtschaft und Landwirtschaft beinhaltet Lebensmittelforschungsinitiative (AFRI). Die ARA stellt klar die Notwendigkeit dar, sich auf Strategien zur Klimaanpassung und -minderung sowie auf nachhaltige Ernährungswissenschaft zu konzentrieren, einen interdisziplinären Ansatz an der Schnittstelle von Lebensmittelproduktion, Umwelt und Klima sowie menschlicher Gesundheit. Dies steht genau im Einklang mit den Prioritäten der Union of Concerned Scientists für staatliche Forschungsgelder und wir könnten nicht begeisterter sein.

Die REE kontrolliert die Forschungsfinanzierung, die sowohl intramural (innerhalb der Agentur) als auch außeruniversitär (außerhalb der Agentur, also beispielsweise an Hochschulen und Universitäten durchgeführte Forschung) erfolgt. Die Gesamtfinanzierung für seine Mission belief sich im Jahr 2022 auf etwa 3,7 Milliarden US-Dollar, wobei etwa 445 Millionen US-Dollar über das wettbewerbsfähige AFRI-Programm verteilt wurden. Eine Neuausrichtung der Agrarforschung auf die Einbeziehung nachhaltiger Ernährungswissenschaften und des Klimas würde zu widerstandsfähigeren und gerechteren Lebensmittelsystemen führen.

Lassen Sie mich Ihnen zeigen, warum dies wichtig ist, was genau die ARA für die Agrarforschung vorschlägt und welche Auswirkungen diese Änderungen haben könnten.
„Mehr ist besser“ ist ein unhaltbares Paradigma

Historisch gesehen (und immer noch!) war eine der Hauptüberzeugungen in der US-Wirtschaft, dass es immer besser ist, mehr zu produzieren (Sozialwissenschaftler nennen diese Überzeugung das dominante soziale Paradigma). Mit anderen Worten: Um als Gesellschaft voranzukommen, müssen wir unsere Produktion weiter steigern – um mehr von, nun ja, allem zu produzieren. In der Landwirtschaft bedeutete dies steigende Erträge bei Nutzpflanzen, und in den letzten 100 Jahren führte dies zu einer Konsolidierung im gesamten US-amerikanischen Nahrungsmittelsystem. Einige Konzerne profitieren davon und kontrollieren nun unsere Lebensmittelproduktion zum Nachteil kleiner und mittlerer Landwirte, insbesondere schwarzer Landwirte, die durch die Konsolidierung der Farmen den Großteil ihres Landes und Reichtums verloren haben. Die Umwelt leidet, da der Boden erschöpft und das Wasser verschmutzt ist. Zusätzlich zu diesen Trends verstärken sich die Auswirkungen des Klimawandels. Landarbeiter sind Gefahren ausgesetzt und unsere Gemeinden leiden trotz der Fülle an billigen Kalorien unter Ernährungsunsicherheit. Wir wissen jetzt, dass mehr nicht immer besser ist – stattdessen ist nachhaltig, belastbar, gesund und nahrhaft besser. Und unsere Agrarforschungsgelder können uns dabei helfen, wieder auf den richtigen Weg zu kommen.

Das National Agricultural Research, Extension, and Teaching Policy Act legt die Vision des REE fest, die sich auf Produktivität und Wettbewerbsfähigkeit konzentriert, einschließlich der Entwicklung neuer Verwendungsmöglichkeiten für Agrarrohstoffe. In der Praxis betrachtet diese Art des Denkens die Lebensmittelproduktion isoliert und nicht in einem miteinander verbundenen System sozialer und ökologischer Realitäten, einschließlich Verbindungen zur menschlichen Gesundheit, zum Klimawandel und anderen Themen. Während in der REE-Vision des USDA natürliche Ressourcen nur einmal erwähnt werden, kann ich Ihnen versichern, dass die Umwelt oder das Klima oder Gerechtigkeit in Landwirtschaft und Ernährung nicht erwähnt werden.

Neues Paradigma? Systemübergreifend denken

Was die REE-Vision derzeit NICHT tut, ist die Auseinandersetzung mit Problemen, mit denen wir im 21. Jahrhundert konfrontiert sind, wie der Klimakrise, der Verschlechterung der natürlichen Ressourcen oder der Krise der Ernährungssicherheit. Anstatt mehr zu produzieren, müssen wir besser produzieren – für die Gesundheit und das Wohlbefinden unseres Körpers, unserer Gemeinschaft und unserer Umwelt. Die ARA fügt der Vision der US-Agrarforschung ein neues Ziel hinzu: „Ernährungssysteme zu entwickeln, die gesund, nachhaltig, gerecht und widerstandsfähig gegenüber extremen Wetterbedingungen und anderen Auswirkungen des Klimawandels sowie anderen möglichen sich überschneidenden globalen und nationalen Störungen sind.“

Dieser neue Zweck erkennt an, dass Wissenschaft nicht in Silos stattfinden sollte und dass eine inter- und transdisziplinäre Koordination erforderlich ist, um diese Ergebnisse zu erzielen. Dabei handelt es sich um nachhaltige Ernährungswissenschaft in Aktion, da sie die Lebensmittelproduktion mit der Umwelt, dem Klima und der Ernährungssicherheit verknüpft und dabei den Schwerpunkt stärker auf Gerechtigkeit legt.

Und es ist an der Zeit. Unsere Analyse ergab, dass die nachhaltige Ernährungswissenschaft von der Bundesregierung stark unterfinanziert wird – was Sinn macht, da sie in der Mission und Vision der REE fehlt. Zwischen 2016 und 2020 wurden nur 25 Cent von 1.000 US-Dollar, die in die staatliche Forschung flossen, für nachhaltige Ernährungswissenschaftsprojekte verwendet, und obwohl das USDA in letzter Zeit mehr Projekte in diesem Bereich unterstützt hat, sind zusätzliche Mittel erforderlich. Die Etablierung einer nachhaltigen Ernährungswissenschaft als Priorität wird hoffentlich genau das bewirken.

Ein stärkerer Fokus auf das Klima bei externen Forschungsstipendien

Angesichts der Tatsache, dass der vom Menschen verursachte Klimawandel eine der größten Bedrohungen – wenn nicht die größte Bedrohung – für die Menschen und unsere Umwelt darstellt, freue ich mich besonders über die klimaorientierte Finanzierung der ARA. Der Klimaschutz steht nicht nur im Mittelpunkt der im Gesetzentwurf vorgeschlagenen REE-Vision, sondern auch die externe Forschungsförderung durch das AFRI-Programm wird von einer klimabezogenen Ausweitung profitieren.

AFRI legt fest, wohin die Forschungsgelder des Bundes (davon 445 Millionen US-Dollar im Jahr 2022) fließen sollen. Derzeit werden nur die Auswirkungen des Klimawandels (wie Überschwemmungen, Dürren und extreme Wetterbedingungen) auf die Landwirtschaft priorisiert. Aber unser industrielles Agrarsystem trägt auch zum Klimawandel bei (11 Prozent der Emissionen, was viel ist – und dazu zählen nur Bodenbewirtschaftung und Tierhaltung, nicht Transport, Energie und Verarbeitung). Es gibt also auch viel Raum für den Klimaschutz. Aber um wirklich nachhaltig zu sein, müssen wir ganzheitlich denken und überlegen, ob das, was wir anbauen und wie, sozial, ökologisch und ernährungsphysiologisch nachhaltig ist – die Zuständigkeit der nachhaltigen Ernährungswissenschaft.

Das ARA tut genau das: Es umfasst die Anpassung und Eindämmung des Klimawandels in der Landwirtschaft, verknüpft den Klimawandel mit der menschlichen Gesundheit und konzentriert sich auf Strategien für kleine und mittlere Landwirte. Obwohl sich der neue Zusatz zu AFRI nicht direkt auf Gerechtigkeit bezieht, hoffe ich, dass der Zuschussprozess Projekte priorisiert, die sich auf gesundheitliche Gerechtigkeit konzentrieren, da BIPOC-Gemeinschaften (Schwarze, Indigene und andere Farbige) überproportional vom Klimawandel und Ernährungsunsicherheit betroffen sind aufgrund jahrhundertelanger Rassismus und Desinvestitionen. BIPOC-Landwirte wurden auch vom USDA diskriminiert.

Pharmakogenomik und die Zukunft der Medizin

Die Pharmakogenomik verbindet Pharmakologie – die Wissenschaft von Arzneimitteln – mit Genomik – der Untersuchung des Genoms und seiner Funktionen. Ziel ist es, mithilfe von Informationen über die genetische Ausstattung einer Person das für sie wirksamste Medikament zu identifizieren, Nebenwirkungen zu minimieren und die ideale Dosierung zu finden.

Es gibt zwei Aspekte der Arzneimittelfunktion, die durch DNA-Variationen im Genom eines Individuums beeinflusst werden können. Die erste ist als Pharmakokinetik bekannt – das heißt, wie das Medikament vom Körper verteilt, verstoffwechselt und ausgeschieden wird. Einige Medikamente müssen auch vom Körper abgebaut werden, damit sie wirksam werden, und die Fähigkeit des Körpers, ein bestimmtes Medikament abzubauen, kann durch DNA-Variationen deutlich beeinflusst werden. Der zweite Aspekt ist die Pharmakodynamik, also die Wirkung, die ein Medikament auf sein Ziel im Körper hat – ein wichtiger Faktor für die Wirksamkeit. Die Pharmakodynamik umfasst auch „Off-Target“-Wirkungen von Arzneimitteln – ein wesentlicher Faktor bei Nebenwirkungen.

Ein klassisches Beispiel für Pharmakogenomik in der aktuellen Praxis ist das antiretrovirale Medikament Abacavir, das zur Behandlung von HIV/AIDS eingesetzt wird. Bei etwa 5 % der Menschen kommt es zu einer schweren Überempfindlichkeitsreaktion auf dieses Medikament, die in manchen Fällen lebensbedrohlich ist. Diese Personen haben eine spezifische DNA-Variante des HLA-B-Gens, HLA-B5701. Dieses Gen kodiert für ein Protein, das eine entscheidende Rolle im Immunsystem spielt. Tests auf dieses Allel sind erforderlich, bevor Abacavir im Vereinigten Königreich verschrieben wird, und haben das Auftreten dieser Überempfindlichkeitsreaktion drastisch reduziert.

Sie haben wahrscheinlich gehört, dass bestimmte Medikamente bei einer Person gut gewirkt haben, bei einer anderen jedoch nicht, und dass diese Medikamente manchmal bei einigen unerwünschte Nebenwirkungen haben, bei anderen jedoch nicht. Für diese Unterschiede sind viele Faktoren verantwortlich, etwa Alter, Geschlecht und unsere Gene. Die Untersuchung dieser Arzneimittel-Gen-Beziehung wird als „Pharmakogenomik“ oder „Pharmakogenetik“ bezeichnet und umfasst die Untersuchung der Auswirkungen genetischer Unterschiede auf die Art und Weise, wie unser Körper Medikamente verarbeitet.

Es gibt weit über 20.000 Gene in unserem Körper, die von unseren Eltern geerbt werden, aber nur ein Teil dieser Gene ist an der Verarbeitung von Medikamenten beteiligt. Durch die Charakterisierung dieser Gene bei Einzelpersonen können wir vorhersagen, ob das Medikament wirksam ist, wie die angemessene Dosierung sein sollte und ob ein bestimmtes Medikament Nebenwirkungen haben wird. Eine wachsende Zahl von Unternehmen bietet nun Einzelpersonen die Möglichkeit, viele dieser mit Medikamenten verbundenen Gene zu sequenzieren. Dabei handelt es sich um komplexe Informationen, und es ist nicht einfach, sie verständlich und nützlich zu machen.

Hier kommt ZibdyHealth ins Spiel. ZibdyHealth integriert Ihre Genomik mit Ihren klinischen Daten und macht sie für Sie nutzbar. Es funktioniert nahtlos mit unseren Medikamenteninteraktionstests, unserem Familienanamnese-Tool und dem Rest unserer persönlichen Gesundheitsakte. Es nutzt die von Ihrem Pharmakogenomik-Testlabor bereitgestellten Informationen und stellt sie Ihnen in einem Format zur Verfügung, das für Sie jederzeit und überall nützlich ist. Diese Informationen könnten Ihr Leben retten.

Angenommen, Sie oder Ihre Angehörigen haben einen Herzinfarkt erlitten und müssen sofort einen Stent einsetzen. Der Rettungsdienst bringt Sie zum nächstgelegenen Krankenhaus mit einem Herzlabor, das in der Lage ist, den Stent zu platzieren. Nach dem Einsetzen des Stents müssen Sie in der Regel zwei Medikamente einnehmen, typischerweise Aspirin und Plavix (Clopidogrel), um zu verhindern, dass der Stent mehrere Wochen lang verklumpt. Allerdings weisen 40 % der Personen genetische Unterschiede auf, die dazu führen, dass Clopidogrel weniger wirksam ist. Daher ist die Anwendung von Clopidogrel möglicherweise nicht so schützend, wie der behandelnde Arzt erwartet. Wenn Sie diese Informationen in Ihrer ZibdyHealth-App bei sich haben, können Sie und Ihre Ärzte die richtigen Entscheidungen zur richtigen Zeit treffen.

Aus pharmakogenomischer Sicht verändern sich unsere Gene im Laufe der Zeit nicht, sodass genetische Testinformationen für die zukünftige Entdeckung von Arzneimittel-Gen-Paaren verwendet werden könnten. Wir müssen dies jedoch für jedes Arzneimittel-Gen-Paar separat überprüfen. Auch Ihre Familienangehörigen reagieren möglicherweise ähnlich. Es wird empfohlen, dass Sie diese Informationen an Ihre Familienmitglieder weitergeben, wenn Sie sich wohl fühlen.

Die Pharmakogenomik hilft dabei, Ihre Medikamentenoptionen einzugrenzen und Behandlungen effizient zu gestalten. ZibdyHealth integriert diese Informationen in Ihre klinischen Daten und macht sie für Sie leicht verständlich, benutzerfreundlich und hilfreich.

Wie die Wissenschaft die Ziele für nachhaltige Entwicklung wieder auf Kurs bringen kann

Im Oktober nahm der Generalsekretär der Vereinten Nationen, António Guterres, eine Reihe wichtiger Ernennungen vor. Er beauftragte 15 Wissenschaftler aus der ganzen Welt, politischen Entscheidungsträgern Beweise und ihre Gedanken zu den Zielen für nachhaltige Entwicklung (SDGs) zu liefern.

Letztes Jahr um diese Zeit war der Leitplan der Vereinten Nationen, die Armut zu beenden und die Welt bis 2030 zu ökologischer Nachhaltigkeit zu führen, bereits aus der Bahn geraten. Seitdem hat die Pandemie die meisten Errungenschaften zunichte gemacht, die in den fünf Jahren seit der Verabschiedung der Ziele durch die Länder erzielt wurden.

Das Welternährungsprogramm schätzt, dass derzeit 270 Millionen Menschen vom Hungertod bedroht sind: doppelt so viele wie vor der Pandemie. Und Schulschließungen infolge von Lockdowns haben eines der wenigen SDGs, die vor der Pandemie erreichbar waren, zurückgeworfen – das Ziel, eine universelle Grundschulbildung zu erreichen. Im Dezember schätzte die UN-Wissenschafts- und Kulturorganisation UNESCO, dass rund 320 Millionen Kinder keine Schule besuchen, was einem Anstieg von 90 Millionen in nur einem Monat entspricht.

Nach Angaben der Internationalen Arbeitsorganisation gingen in den drei Monaten seit dem 1. April letzten Jahres weltweit 495 Millionen Vollzeitarbeitsplätze durch Lockdowns verloren. Und im Oktober prognostizierte der Internationale Währungsfonds, dass die Weltwirtschaft bis Ende 2020 um mehr als 4 % schrumpfen würde, ein Rückgang in einem Ausmaß wie seit Generationen nicht mehr.

Mit dieser Situation sind die Forscher konfrontiert, die Guterres mit der Recherche und dem Verfassen des zweiten UN Global Sustainable Development Report (GSDR) beauftragt hat – der erste wurde 2019 veröffentlicht. Sie stammen aus der ganzen Welt und umfassen eine Reihe von Disziplinen, darunter Klimawandel, Ökologie, Umweltökonomie, Ethik, Gesundheitspolitik, Infektionskrankheiten, Ozeanographie, die Governance internationaler Organisationen und das Studium von Wissenschaft und Entwicklung.

Für diesen Leitartikel sprach Nature mit einzelnen Forschern, Regierungs- und UN-Beamten sowie Aktivisten aus Ländern mit hohem und niedrigem Einkommen. Unser Rat an die Autoren des Berichts und an die UN – angesichts des Zustands der Pandemie und der bislang schleppenden Fortschritte bei der Verwirklichung der Ziele – ist zweifach. Erstens müssen die Autoren schnell arbeiten – schneller als der ihnen zugewiesene Zeitrahmen von drei Jahren. Zweitens müssen sie so früh wie möglich im Prozess der Beweiserhebung über ihre üblichen Expertennetzwerke hinausgehen und insbesondere nach innovativen Wegen suchen, um unterrepräsentierte Gemeinschaften einzubeziehen.

Der dreijährige Zeitplan des GSDR von der Beauftragung bis zur Veröffentlichung ist angesichts des dringenden Bedarfs an Beratung zur Erreichung der SDGs überzogen. Eine Möglichkeit zu einem kürzeren Zeitplan besteht darin, dass sich die Vereinten Nationen verpflichten, vor Ende dieses Jahres ein vorläufiges oder in Arbeit befindliches Dokument zu veröffentlichen. Diese könnten dann verbreitet werden und Rückmeldungen von Regierungen, UN-Organisationen und den vielen Organisationen, die an der Umsetzung der Ziele beteiligt sind, eingeholt werden, und diese Beiträge könnten in einen geänderten zweiten Entwurf einfließen.

Eine solche Erstellung des Dokuments würde Interesse und Dynamik wecken und aufrechterhalten, aber auch ein Mittel zur Sicherstellung einer stärkeren Inklusion bieten. Es ist ebenso wichtig, den Prozess inklusiv zu gestalten wie das Endergebnis. Weltweit gibt es viele tausend Organisationen – darunter solche mit Fokus auf Forschung und Bildung, Unternehmen und zivilgesellschaftliche Gruppen –, die sich freiwillig bereit erklärt haben, ihre eigenen Pläne zur Erreichung der SDGs zu erstellen, und die selbst versuchen, die Auswirkungen der Pandemie auf ihre Pläne zu bewerten. Ein Zwischenbericht würde es ihnen ermöglichen, Feedback zu geben. Dies sollte nicht schwer zu organisieren sein: Die Pandemie hat gezeigt, wie einfach es ist, Videotreffen mit Menschen aus der ganzen Welt durchzuführen.

Das Forschungsteam wird dem UN-Ministerium für wirtschaftliche und soziale Angelegenheiten mit Sitz in New York City Bericht erstatten, das für die Verfolgung des Fortschritts der SDGs und die Verwaltung des GSDR verantwortlich ist. Aber es ist wichtig, dass das Team auch eng mit den einzelnen UN-Organisationen zusammenarbeitet, die für bestimmte SDGs verantwortlich sind.

Die Bedeutung dieser Partnerschaft zwischen Forschung und Aktion kann nicht genug betont werden. Derzeit befinden sich UN-Organisationen wie das Kinderhilfswerk UNICEF und das Welternährungsprogramm im Notstandsmodus. Die Forschung leidet oft, wenn die Budgets knapp werden und das Personal umgeschichtet werden muss – in diesem Fall auf Rollen, die stärker von der Pandemie betroffen sind. Aber diese Organisationen müssen noch erforscht werden. Sie müssen weiterhin auf Menschen zurückgreifen können, die die Zeit haben, nachzudenken und Beweise zu sammeln. Menschen, die die Zeit haben, über dieses Wissen nachzudenken, bevor sie ihren Kollegen an vorderster Front sowie politischen Entscheidungsträgern und Kollegen in anderen Rollen Ratschläge geben und Fragen beantworten.

Eine solche praktische Forschung wird nicht Sache der GSDR-Autoren sein, aber sie könnten UN-Organisationen und -Ländern dabei helfen, darüber nachzudenken, wie sie ihren Forschungsbedarf während der Pandemie decken können. Forscher müssen verschiedene Strategien testen, um Kindern zu helfen, deren Familien keinen Zugang zu Smartphones, Laptops und Breitband haben. Sie müssen die Wirkung des p untersuchenAndemie wirkt sich auf die Gesundheitssysteme aus. Und während die Regierungen sich beeilen, das Wirtschaftswachstum wieder anzukurbeln, gibt es eine Menge Forschung zu den wirtschaftlichen Auswirkungen der Pandemie und zu der Frage, wie die Erholung so umweltfreundlich wie möglich gestaltet werden kann. Die SDGs können nur erreicht werden, wenn die Forschung Licht auf diese und andere Themen werfen kann.

Die Vereinten Nationen und ihre wissenschaftlichen Berater – insbesondere im Hinblick auf die SDGs – müssen schnell arbeiten und unterrepräsentierte Gemeinschaften einbeziehen, was zusätzliche Ressourcen erfordert, darunter mehr Menschen und mehr Finanzmittel. Ohne dies ist es nicht realistisch zu erwarten, dass sie anders funktionieren. Aber „Business as Usual“ ist keine Option. Weitere Forschungsarbeiten sind erforderlich, um Maßnahmen zur Beendigung der aktuellen Krise zu unterstützen und einen Weg zu mehr Wohlbefinden und letztendlich zu Wohlstand und ökologischer Nachhaltigkeit einzuschlagen. Den wissenschaftlichen Beratern der UN wurde eine größere Verantwortung übertragen, als vielen wahrscheinlich jemals bevorstehen wird. Jeder muss bereit sein, mit ihnen zusammenzuarbeiten und ihnen zum Erfolg zu verhelfen.

Was ist Pharmakogenomik?

Unter Pharmakogenomik versteht man die Untersuchung, wie das Genom eines Patienten seine Reaktion auf Medikamente beeinflussen kann. Varianten im Genom eines Individuums können die Wirkung von Medikamenten verstärken oder sie unwirksam machen. Sie können auch dabei helfen, vorherzusagen, welche Patienten unter Nebenwirkungen leiden werden – von lediglich unangenehmen bis hin zu potenziell lebensbedrohlichen. Die Pharmakogenomik kann Ärzten bei der Entscheidung helfen, welche Medikamente einem Patienten in welcher Dosierung verabreicht werden sollen.

Warum ist das wichtig? Es wird angenommen, dass medikamentöse Interventionen nur bei 30–60 % der Patienten wirksam sind, da die einzelnen Patienten unterschiedlich auf Medikamente reagieren. Eine von 15 Krankenhauseinweisungen in Großbritannien ist mit unerwünschten Arzneimittelwirkungen verbunden, was den NHS jedes Jahr mehr als 600 Millionen Pfund kostet.

Aus gutem Grund ist die Pharmakogenomik neben der Verbesserung der Ergebnisse bei Krebs und seltenen Krankheiten eines der drei Hauptziele der NHS-Genomrevolution. Durch die Nutzung genomischer Informationen, um mehr Patienten schnell zur richtigen Behandlung zu bringen, hofft der NHS, dass die Kosten für Genomtests durch die Reduzierung verschwendeter Rezepte, die Minimierung unnötiger Krankenhauseinweisungen und die Zeitersparnis der Ärzte deutlich ausgeglichen werden.

Werfen wir einen Blick auf zwei wichtige Möglichkeiten, wie die Pharmakogenomik die Gesundheitsversorgung verbessern kann.

Nebenwirkungen vermeiden

Ein Medikament kann in der Allgemeinbevölkerung ein geringes Risiko für Nebenwirkungen haben, in einer Gruppe, die ein bestimmtes Allel (eine Variation in ihrem Genom) besitzt, jedoch ein hohes Risiko. Ein Beispiel hierfür ist Abacavir, ein antivirales Arzneimittel, das im Rahmen von Kombinationstherapien gegen HIV eingesetzt wird. Abacavir wird von den meisten Patienten gut vertragen, allerdings kommt es bei einer kleinen Anzahl (etwa 5 %) zu einer Überempfindlichkeitsreaktion darauf, die schwerwiegend sein kann und gelegentlich tödlich endet.

Das Risiko einer Überempfindlichkeitsreaktion ist bei Patienten mit einer bestimmten Genvariante namens HLA-B*5701 viel höher, und die NICE-Richtlinien besagen, dass Patienten vor Beginn der Behandlung darauf getestet werden sollten. Dieser Test ist seit über einem Jahrzehnt verfügbar und Forscher haben herausgefunden, dass er einen großen Einfluss auf die Häufigkeit von Überempfindlichkeitsreaktionen hat.

Dosierung festlegen

Ein Patient verstoffwechselt ein Medikament möglicherweise schneller als normal – es wird also schneller aus dem Körper entfernt und hat keine ausreichende Wirkung. Oder eine Person verstoffwechselt ein Medikament langsam, sodass es sich in ihrem Körper ansammelt und toxisch werden kann.

Ein Beispiel hierfür ist die Klasse der Thiopurine, die in der Chemotherapie und auch zur Immunsuppression bei Autoimmunerkrankungen eingesetzt werden. In zu hohen Dosen können sie gefährliche Nebenwirkungen hervorrufen. Abgesehen von den Gefahren, die diese mit sich bringen, können sie dazu führen, dass die Therapie unterbrochen werden muss, was die Erfolgsaussichten der Chemotherapie verringern könnte.

Ein Enzym namens Thiopurinmethyltransferase (TPMT) ist an der Metabolisierung von Thiopurinen beteiligt. Ungefähr 3 von 1.000 Menschen haben keine Arbeitskopie des TMTP-Gens und knapp 10 % haben eine Version des Gens, die weniger aktiv ist als der Rest der Bevölkerung. Bei diesen Personen könnte eine Standardbehandlung dazu führen, dass sie schwer erkranken.

NICE empfiehlt derzeit keinen Gentest, empfiehlt Ärzten jedoch, „die Messung der TPMT-Aktivität in Betracht zu ziehen, bevor mit der Azathioprin-, Mercaptopurin- oder Tioguanin-Therapie begonnen wird.“ Patienten mit fehlender TPMT-Aktivität sollten keine Thiopurin-Medikamente erhalten; Personen mit verminderter TPMT-Aktivität können unter fachärztlicher Aufsicht behandelt werden.“

Mit der Zeit, wenn die Sequenzierung des gesamten Genoms Patienten mit schwer behandelbaren Krebsarten und schwer kranken Kindern zur Verfügung steht, werden die Kliniker, die Leukämiepatienten behandeln, diese Informationen hoffentlich zur Hand haben.

Pharmakogenetik oder Pharmakogenomik?

Der Begriff Pharmakogenetik wird oft synonym verwendet und bezieht sich auf den Einfluss eines einzelnen Gens auf die Wechselwirkungen zwischen einem bestimmten Medikament (oder einer Gruppe von Medikamenten) und dem Körper, während sich die Pharmakogenomik mit der Funktionsweise aller Regionen des Genoms (sowohl kodierende als auch nicht-kodierende) befasst ) können Arzneimittelreaktionen regulieren.

Beispielsweise gilt der Abacavir-Test für ein einzelnes Gen – dies kann den Vorteil haben, dass ein Ergebnis schneller generiert werden kann als für eine gesamte Genomsequenz und möglicherweise eine weniger komplexe Interpretation erfordert. Für Patienten, die wahrscheinlich mehrere Tests benötigen, kann eine vollständige Genomsequenz jedoch einen besseren Nutzen bieten als mehrere Einzeltests, insbesondere wenn Kosten und Bearbeitungszeiten weiter sinken.

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