Internationale Wissenschaftskooperationen: Wenn wissenschaftliche Studien zu einem globalen Unterfangen werden

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  Quantumrun-Vorausschau
• 16. Dezember 2022

Zusammenfassung der Einblicke

Genetische Forschung und Arzneimittelentwicklung können kostspielige und zeitaufwändige Projekte sein. Da jedoch neue Kooperationstechnologien verfügbar werden, teilen wissenschaftliche Institute aus zahlreichen Ländern zunehmend ihre genetischen Datenbanken und Erkenntnisse, um umfassendere biologische Studien durchzuführen, die möglicherweise viele Krankheiten heilen können. Zu den langfristigen Auswirkungen einer verstärkten internationalen wissenschaftlichen Zusammenarbeit könnten eine schnellere Entwicklung von Medikamenten und Impfstoffen sowie eine höhere Finanzierung der Forschung in allen Branchen gehören.

Kontext der internationalen wissenschaftlichen Zusammenarbeit

Da die wissenschaftliche Forschung voranschreitet, finden es Länder und Universitäten immer besser, ihre Ressourcen zu bündeln, um Entdeckungen zu beschleunigen. Ein prominentes Beispiel für eine solche Zusammenarbeit war die globale Forschungsinitiative zur Bekämpfung der COVID-19-Pandemie. 

Der März 2020 war für viele schwierig, da die Pandemie begann, sich in Ländern auf der ganzen Welt auszubreiten. Für Nevan Krogan, einen Systembiologen, stellte es jedoch eine einzigartige Chance dar. Durch Krogans Arbeit mit dem Quantitative Bioscience Institute (QBI) an der University of California in San Francisco baute er ein Netzwerk von Mitarbeitern auf, die ihre Fähigkeiten zur Lösung dieses globalen Problems einsetzen wollten. Bald schlossen sich ihnen viele andere an, als die wissenschaftliche Gemeinschaft mobilisierte, um zu versuchen, COVID-19 zu verstehen und zu besiegen.

Andere länderübergreifende Kooperationen haben zu spannenden Ergebnissen geführt. Ein Beispiel ist die Kartierung menschlicher Blutstammzellen im Jahr 2022. Forscher der deutschen Universität Tübingen und des australischen Murdoch Children's Research Institute nutzten modernste Einzelzell-RNA-Sequenzierung und räumliche Transkriptomik-Technologie. Diese Werkzeuge ermöglichten es Wissenschaftlern, die einzigartigen genetischen Netzwerke und Funktionen Tausender einzelner Zellen zu identifizieren und die Position dieser Zellen in einem Embryo aufzudecken. Laut Dr. Hanna Mikkola von der University of California Los Angeles (UCLA), die die Studie leitete, könnte diese Entdeckung bei der Behandlung von Blutkrebsarten wie Leukämie und erblichen Bluterkrankungen, einschließlich Sichelzellenanämie, helfen.

Störende Wirkung

Internationale wissenschaftliche Kooperationen in der biologischen Forschung eröffnen Innovationen in der Medizintechnik. Der Austausch von Datenbanken, Wissen und Fachwissen kann die Kosten senken und Datenverzerrungen vorbeugen. Beispielsweise wurde den meisten Genforschungsstudien in den 2010er-Jahren häufig vorgeworfen, dass sie sich auf europäische genetische Informationen konzentrierten, anstatt vielfältigere Proben einzubeziehen.

Eine der bedeutendsten globalen wissenschaftlichen Forschungskooperationen wurde im Mai 2022 gestartet. Das Projekt mit dem Namen „Human Cell Atlas“ zielt darauf ab, erstmals alle 37.2 Billionen menschlichen Zellen im Körper zu kartieren. Das Team besteht aus 130 Software-Ingenieuren, Mathematikern, Informatikern, Biologen, Klinikern und Physikern aus Israel, Schweden, den Niederlanden, Japan, dem Vereinigten Königreich und den USA. Wissenschaftler glauben, dass sie durch die Kartierung des menschlichen Körpers mit einem beispiellosen Detaillierungsgrad besser verstehen werden, wie menschliche Körper funktionieren. Dieses Wissen kann bei der Diagnose, Überwachung und Behandlung von Krankheiten hilfreich sein.

Das Team nutzte Algorithmen des maschinellen Lernens, um Zellen mit 6,000 Einzelgen- und 2,000 komplexen genetischen Krankheiten zu verknüpfen. Das KI-Tool entdeckte auch Zelltypen und Genprogramme, die an Krankheiten beteiligt sind, was ein Sprungbrett für zukünftige Studien darstellt. Zusätzlich zur Erfassung histologischer Bilder der Gewebe sammelten die Forscher auch Informationen über die mikrobiellen Gemeinschaften, die in verschiedenen Teilen des menschlichen Darms leben. Der Human Cell Atlas soll bis 2024 einen ersten Entwurf fertig haben und geht davon aus, dass bis 2030 ein vollständiger Atlas erstellt sein wird.

Implikationen internationaler wissenschaftlicher Kooperationen

Weitere Auswirkungen internationaler wissenschaftlicher Kooperationen können sein: 

• Langfristige und eingehende Studien der biologischen und genetischen Ausstattung des Menschen, die zu präventiven Diagnosen und personalisierter Medizin führen können.
• Anspruchsvollere Systeme der synthetischen Biologie, die die Biologie des echten Lebens nachahmen können, einschließlich lebender Roboter und Body-on-a-Chip.
• Schnellere Entwicklung von Arzneimitteln und Impfstoffen, da Länder Technologien und Experimente austauschen.
• Eine vielfältigere medizinische Forschung, die alle Ethnien und Rassenprofile abdeckt, könnte zu einer gerechteren Gesundheitsversorgung führen.
• Erhöhte Finanzierung und Partnerschaften zwischen nationalen Gesundheitsbehörden, öffentlichen Forschungsorganisationen und Universitäten.
• Ähnliche Kooperationen werden auf ein vielfältigeres Spektrum harter, grundlegender Wissenschaftsdisziplinen angewendet.
• Kooperationen, die Forscher aus weniger entwickelten Ländern einladen, um Informationen und bewährte Verfahren mit entfernten oder weniger finanzierten wissenschaftlichen Gemeinschaften auszutauschen.

Fragen zu berücksichtigen

• Welche weiteren potenziellen Vorteile bietet die interne Zusammenarbeit bei der wissenschaftlichen Forschung?
• Wie können Regierungen diese Art von Forschung besser unterstützen?