Projektträger Jülich

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185,7 Milliarden Euro für Schulen und schulnahe Einrichtungen, Hochschulen und Kitas

Mit 185,7 Milliarden Euro entfiel der größte Teil der Ausgaben auf Bildungseinrichtungen in öffentlicher und privater Trägerschaft. Dazu gehören Ausgaben für Schulen und den schulnahen Bereich (zum Beispiel Schülerbeförderung) von 105,8 Milliarden Euro (57,0 %), für tertiäre Bildungseinrichtungen wie etwa Hochschulen (einschließlich Forschung und Entwicklung) von 42,5 Milliarden Euro (22,9 %) und für Kindertageseinrichtungen von 34,4 Milliarden Euro (18,5 %).

Auf weitere Bereiche wie Weiterbildung, Jugendarbeit oder Horte entfielen insgesamt 23,0 Milliarden Euro öffentlicher und privater Ausgaben. Die Ausgaben für Bildungsförderung (zum Beispiel BAföG) betrugen 13,7 Milliarden Euro.

Unternehmen und außeruniversitäre Forschungseinrichtungen wendeten für Forschung und Entwicklung 90,6 Milliarden Euro auf.

39 % der Ausgaben wurden 2018 durch die Länder finanziert

Angaben über die Finanzierungsstruktur nach Trägern liegen bislang nur für das Jahr 2018 vor. In diesem Jahr finanzierten die öffentlichen Haushalte 62,9 % der Ausgaben für Bildung, Forschung und Wissenschaft (Bund: 11,4 %, Länder: 38,7 %, Gemeinden: 12,8 %). 35,1 % wurden vom privaten Bereich (Unternehmen, Organisationen ohne Erwerbszweck und private Haushalte) und 2,0 % vom Ausland übernommen.

Destatis

Weitere Informationen:

Weitergehende Informationen und Daten sind in der Publikation „Budget für Bildung, Forschung und Wissenschaft 2018/2019“ oder in der Tabelle "Budget für Bildung, Forschung und Wissenschaft nach Bereichen" sowie in den GENESIS-Online-Tabellen „Budget für Bildung, Forschung und Wissenschaft “ zu finden.

„Wir haben mit dieser Studie bereits in einer sehr frühen Phase der Pandemie im Jahr 2020 begonnen, als noch sehr wenig über die Immunantwort nach einer überstandenen Infektion bekannt war“, sagt Erika Pearce, Gruppenleiterin am Max-Planck-Institut für Immunbiologie und Epigenetik. „Unser Ziel war es, die Immunität gegen das Virus bei Menschen zu untersuchen, die von Covid-19 bereits genesen sind."

Immunität durch Antikörper und T-Zellen

Eine Infektion mit Sars-CoV-2 löst eine komplexe Immunantwort aus, die durchlaufen werden muss, um Immunität gegen das Virus zu entwickeln. Vereinfacht ausgedrückt müssen sich die zwei eng miteinander verwobenen Säulen unseres Immunsystems an das Virus erinnern, um eine Reinfektion zu verhindern: nämlich Antikörper produzierende B-Zellen und Gedächtnis-T-Zellen. Zu verstehen, wie dies bei einer SARS-CoV-2-Infektion geschieht, kann neue Chancen eröffnen, das Virus durch Medikamente oder Impfungen zu bekämpfen.  

Für die Studie untersuchte das Team Blutproben von 155 Personen, die meist nur leicht erkrankt waren. Die Forschenden ermittelten die Menge an Antikörpern gegen das Sars-CoV-2-Spike-Protein und stellten fest, dass die Patientinnen und Patienten mehr als zwei Monate nach der Infektion hohe Antikörperspiegel aufrechterhalten, was darauf hindeutet, dass sie wahrscheinlich vor einer erneuten Infektion geschützt sind. „Wir fanden das sehr ermutigend, aber wollten auch besser verstehen, wie das Immunsystem wirklich auf eine zweite Begegnung mit dem Virus reagieren würde“, sagt Petya Apostolova, Ärztin und Forscherin im Labor von Erika Pearce.

Wenn das Virus das zweite Mal zuschlägt 

Eine wirksame Immunität gegen ein Virus wird erreicht, wenn genügend Antikörper und Gedächtnis-T-Zellen im Blut einer Person vorhanden sind, die sich von der Krankheit erholt hat oder geimpft wurde. Kommt es zu einem erneuten Kontakt mit dem Virus, springt das Immunsystem schnell an und die Person erkrankt nicht erneut. Um zu testen, wie dies nach Covid-19 geschieht, setzte das Team Blutzellen der Teilnehmer:innen, die Antikörper gegen Sars-CoV-2 gebildet hatten, einem Teil des Virus aus. Sie konnten anschließend beobachteten, dass sich Gedächtnis-T-Zellen entwickelt hatten und schnell auf die viralen Proteine reagierten. „Gleichzeitig haben wir eine breite Palette von Molekülen gemessen, die unsere Immunzellen verwenden, um miteinander zu kommunizieren. Dabei fiel vor allem Interleukin-33 in unseren Messungen auf. Die Menge an Interleukin-33 korrelierte mit der Menge an Antikörpern, die die Menschen gebildet hatten, sowie mit dem Aktivierungsgrad ihrer Gedächtnis-T-Zellen“, erklärt Apostolova. 

Interleukin-33, oder kurz IL-33, wird von Zellen freigesetzt, die Gefahren in ihrer Umgebung wahrnehmen. IL-33 kann positive Effekte haben, indem es T-Zellen aktiviert und die Produktion von Antikörpern anregt, aber es kann auch eine Entzündung der Lunge fördern und wurde in früheren Studien mit chronischen Lungenerkrankungen in Verbindung gebracht. Die Studie der Freiburger Forscher:innen weist nun zum ersten Mal auf einen Zusammenhang der Interleukin-33-Produktion mit der Immunität gegen Sars-CoV-2 hin.

„Wir vermuten, dass Interleukin 33, das normalerweise als Alarmsignal produziert wird, ein wichtiges Bindeglied zwischen Schutz und Krankheitsschwere sein könnte“, sagt Cornelius Waller vom Universitätsklinikum Freiburg. Tatsächlich konnte das Team durch die Analyse weiterer, öffentlich zugänglicher Daten von Lungenzellen, die Patienten während einer Sars-CoV-2-Infektion entnommen wurden, zeigen, dass Interleukin 33 in deren Lungen produziert wurde. Die Bedeutung dieser Befunde, auch im Zusammenhang mit der Schädigung des Lungengewebes nach schweren Covid-19-Infektionen, erfordert jedoch noch weitere Untersuchungen.

Die Teams vom Max-Planck-Institut und dem Uniklinikum Freiburg hoffen, dass diese Zusammenarbeit fortgesetzt wird. Wie Cornelius Waller betont: „Wir konnten nur durch diese großartige Synergie zwischen Klinikern mit Erfahrung in der Betreuung von Covid-19-Patienten und Experten auf dem Gebiet der Immunologie vor Ort so viel in so kurzer Zeit herausfinden.“ Die Forschenden sind überzeugt, dass die gemeinsame Studie ein weiterer wichtiger Baustein ist, die Immunität gegen Sars-CoV-2 aber auch gegen andere virale Infektionen besser zu verstehen.

Max-Planck-Institut für Immunbiologie und Epigenetik

Originalpunlikation:

Stanczak, M.A., Sanin, D.E., Apostolova, P. et al. IL-33 expression in response to SARS-CoV-2 correlates with seropositivity in COVID-19 convalescent individuals. Nat Commun 12, 2133 (2021).

doi.org/10.1038/s41467-021-22449-w

Mateja Hajdinjak und ihre Kollegen haben nun die Genome von fünf Individuen sequenziert, die in der Bacho-Kiro-Höhle gefunden wurden. Vier Individuen sind zwischen 43.000-46.000 Jahre alt und wurden zusammen mit Steinwerkzeugen gefunden, die zum frühen Jungpaläolithikum gehören, der frühesten Kultur, die mit modernen Menschen in Eurasien in Verbindung gebracht wird. Ein weiteres in der Höhle gefundenes Individuum ist etwa 35.000 Jahre alt und wurde mit Steinwerkzeugen eines späteren Typs gefunden. Bisher war man davon ausgegangen, dass die Vertreter des anfänglichen Jungpaläolithikums ausstarben, ohne genetisch zu den später eintreffenden modernen Menschen beizutragen. Die Forscher zeigen nun jedoch, dass die ältesten Individuen aus der Bacho-Kiro-Höhle, oder mit ihnen eng verwandte Gruppen, Gene zu den heutigen Menschen beigetragen haben. Überraschenderweise findet sich dieser Beitrag vor allem in Ostasien und Amerika und nicht in Europa, wo die Menschen aus der Bacho-Kiro-Höhle lebten. Diese genetischen Verbindungen nach Asien spiegeln die Verbindungen zwischen den anfänglichen jungpaläolithischen Steinwerkzeugen und den persönlichen Schmuckstücken, die in der Bacho-Kiro-Höhle gefunden wurden, und den Werkzeugen und dem antiken Schmuck, die in ganz Eurasien bis zur Mongolei gefunden wurden, wider.

Genetische Unterschiede zwischen Individuen

Wichtig hierbei ist, dass das spätere 35.000 Jahre alte Individuum, das auch in der Bacho-Kiro-Höhle gefunden wurde, zu einer Gruppe gehörte, die sich genetisch von den früheren Bewohnern der Höhle unterschied. Dies zeigt, dass die früheste Geschichte des modernen Menschen in Europa turbulent gewesen sein könnte und Bevölkerungsaustausch beinhaltete.

Die frühesten Menschen in der Bacho-Kiro-Höhle lebten zu einer Zeit, als es noch Neandertaler gab. Die Forscher scannten daher ihre Genome nach Fragmenten von Neandertaler-DNA. "Wir fanden heraus, dass die Individuen aus der Bacho-Kiro-Höhle einen höheren Anteil an Neandertaler-Abstammung hatten als fast alle anderen frühen Menschen, mit Ausnahme eines rund 40.000 Jahre alten Individuums aus Rumänien. Entscheidend ist, dass der größte Teil dieser Neandertaler-DNA in extrem langen Abschnitten vorliegt. Das zeigt, dass diese Individuen Neandertaler-Vorfahren hatten, die etwa fünf bis sieben Generationen zurück in ihren Stammbäumen liegen", sagt Mateja Hajdinjak.

Obwohl bisher nur eine Handvoll Genome von modernen Menschen, die zur gleichen Zeit in Eurasien lebten wie die letzten Neandertaler, geborgen wurden, haben fast alle diese Individuen einen kürzlich vor ihnen lebenden Neandertaler-Vorfahren. "Die Ergebnisse legen nahe, dass sich die ersten modernen Menschen, die in Eurasien ankamen, häufig mit Neandertalern vermischt haben. Sie könnten sogar in den ansässigen Neandertaler-Populationen aufgegangen sein. Erst später kamen größere moderne Menschengruppen an und verdrängten die Neandertaler", sagt Svante Pääbo, der die genetischen Untersuchungen koordinierte.

Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie

Originalpublikation:

Hajdinjak, M., Mafessoni, F., Skov, L. et al. Initial Upper Palaeolithic humans in Europe had recent Neanderthal ancestry. Nature 592, 253–257 (2021).

doi.org/10.1038/s41586-021-03335-3

Bislang war es nicht möglich, den Einfluss bestimmter Viren auf die Gehirnentwicklung systematisch am Menschen zu untersuchen.
Eine einzigartige Technologie, die weltweit erstmals am IMBA entwickelt wurde, erlaubt es nun, den Einfluss von Infektionen auf die menschliche Gehirnentwicklung neu zu beleuchten und innovative Therapien zu testen. Gehirn-Organoide kann man aus menschlichen Stammzellen heranzüchten. Diese können von jedem Menschen etwa aus einem kleinen Stück Haut oder einer Blutprobe gewonnen werden. Die darin befindlichen Körperzellen werden chemisch zu Stammzellen „verjüngt“ – man spricht von „induziert pluripotenten Stammzellen (iPS-Zellen)“, die sich auf wunderbare Weise selbst organisieren und die Prozesse der frühen menschlichen Gehirnentwicklung nachahmen.

Viren hinterlassen charakteristische Spuren im Gehirn

In der aktuellen Studie untersuchte das Forscherïnnenteam am IMBA den Virenbefall durch ZIKA und das Herpes Simplex Virus (HSv-1) in menschlichen Gehirn-Organoiden. Diese wurden in der Petrischale „infiziert“, um den Einfluss der Erreger auf die Gehirnentwicklung zu studieren. Einige Viren können die Gehirnentwicklung entscheidend stören, allerdings kommen dabei unterschiedliche Mechanismen zutage. „Das Zikavirus wirkt sich beispielsweise auf das Wachstum aus – Die Vorläuferzellen werden geschädigt und bilden zu wenig Zellnachkommen aus und das Gehirn bleibt viel zu klein. Wenn man aber unter die Oberfläche blickt, lassen sich unterschiedliche strukturelle Defekte, charakteristische Transkriptionsprofile und Antworten auf Zellebene feststellen- die Interaktionen mit dem Immunsystem sind für jedes Virus einzigartig,“ erklärt Veronika Krenn, Postdoktorandin am IMBA und Erstautorin der Publikation. Auch Herpesviren können in von der werdenden Mutter auf das ungeborene Baby übertragen werden, was zu Sepsis und schweren Defekten im Neuroepithel, einer inneren Gehirnregion führen kann. „Derartige Fälle sind zwar sehr selten, aber fatal. Hingegen mangelt es an antiviralen Medikamenten für Erreger, die das menschliche Gehirn befallen können.”, so die Forscherin.

Wissen über Viren als Schlüssel zu neuen Therapien

Hier bieten die Organoide ein ideales Modellsystem, um die Entwicklung neuer Therapien gegen Viren, die das menschliche Gehirn befallen, anzutreiben. Im Labor gelang es den Forscherïnnen -Herpes infizierte Gehirn-Organoide durch die Gabe von Interferon Typ 1 vor Fehlbildungen zu schützen. Dank dieser Technologie wird es den Wissenschaftlerïnnen in Zukunft möglich sein, eine Vielzahl neuer Substanzen gegen Vireninfektionen des menschlichen Gehirnes auszutesten. Auch für die Krebsmedizin ist ein Wissen über jene Prozesse wesentlich: Sogenannte Onkolytische Viren könnten zum Einsatz kommen, um Tumorzellen zu töten, indem sie gezielt Tumorzellen infizieren und bekämpfen. „Indem wir Organoide gezielt mit Viren infizieren, können wir nicht nur enorm viel über die typisch menschlichen komplexen Wechselwirkungen während der kritischen Gehirnentwicklung lernen. Wir werden auch besser gezielt nach Schwachstellen dieser Viren suchen können, um Ansatzpunkte für neue Therapien zu finden,“ fasst Jürgen Knoblich, wissenschaftlicher Direktor am IMBA und Letztautor der Studie, zusammen.

(IMBA - Institut für Molekulare Biotechnologie der Österreichischen Akademie der Wissenschaften GmbH)

Originalpublikation:
Krenn et al., “Organoid modeling of Zika and Herpes Simplex Virus 1 infections reveals virus-specific responses leading to microcephaly”, Cell Stem Cell 2021, doi:10.1016/j.stem.2021.03.004