Wie inzwischen bekannt ist, basiert der Impfstoff gegen das Coronavirus von Pfizer-BioNTech auf der von der ungarischen Biochemikerin Katalin Karikó und Drew Weissman patentierten mRNA-Technologie. Der ungarische Mathematiker und Ingenieur Gábor Domonkos schuf zusammen mit dem angewandten Mathematiker Péter Várkonyi eine neue geometrische Form mit zwei Gleichgewichtspunkten, den Gömböc. Der Gömböc war zunächst nur eine interessante Entdeckung, und lange Zeit hatten die Erfinder keine Ahnung, ob die Form überhaupt von Nutzen sein würde, berichtet Qubit. Es scheint, dass die einzigartige Form nun im Zusammenhang mit der Behandlung des Coronavirus nützlich sein wird.
Obwohl die mRNA-Technologie und die Entdeckung des Gömböc nicht viel miteinander zu tun zu haben scheinen, wurde kürzlich bekannt, dass Wissenschaftler am Massachusetts Institute of Technology (MIT) ihren einnehmbaren mRNA-Impfstoff in Kapselform entwickelt haben, wobei sie Grundlagenforschung in zwei sehr unterschiedlichen Bereichen betrieben.
Die Existenz dieser Klasse wurde 1995 von dem russischen Mathematiker Vladimir Arnold vermutet und 2006 von den ungarischen Wissenschaftlern Gábor Domonkos und Péter Várkonyi bewiesen, indem sie zunächst ein mathematisches Beispiel und anschließend ein physikalisches Beispiel konstruierten.
Der Gömböc hat eine zugespitzte Spitze und seine Form half, den Körperbau einiger Schildkröten in Bezug auf ihre Fähigkeit zu erklären, in eine Gleichgewichtslage zurückzukehren, nachdem sie auf den Kopf gestellt wurden. Der Name Gömböc ist eine Verkleinerungsform von gömb („Kugel“ auf Ungarisch). Ursprünglich bezieht er sich auf ein wurstähnliches Gericht: gewürztes Schweinefleisch, gefüllt mit Schweinemagen, ähnlich wie Haggis. Es gibt ein ungarisches Volksmärchen über einen anthropomorphen Gömböc, der mehrere Menschen ganz verschlingt.
Einen Gömböc gibt es in verschiedenen Farben, Größen und Materialien, die Sie hier sehen (und kaufen) können. Hier ist ein Beispiel dafür, wie ein poliertes Aluminium aussieht:
Ende Januar veröffentlichten der Chemieingenieur Robert Langer und der Gastroenterologe Giovanni Traverso eine Arbeit, in der sie mehrere grundlegende Forschungsergebnisse zusammenfassten und das neueste Ergebnis ihrer Impfstoffentwicklung vorstellten. Eine heidelbeergroße Kapsel aus einem im Magen noch nicht abbaubaren Material, die sich aufgrund ihrer einzigartigen Gewichtsverteilung allein durch die Schwerkraft an einen stabilen Ort im Magen navigieren lässt, von dem aus der mRNA-Impfstoff sicher in die Magenwand injiziert werden kann.
Ich habe den Gömböc in meinem Regal stehen, und ich habe viel herumgedreht, um zu verstehen, was es damit auf sich hat,
sagte Katalin Karikó.
Anhand eines Fotos hat sie diese Version aus Porzellan von der weltberühmten Porzellanmanufaktur in Herend, Ungarn.
„Die orale Verabreichung von mRNA ist schon seit einiger Zeit von Interesse. Ich habe in früheren Mitteilungen von speziell geformten Kapseln oder Medizinprodukten gelesen, die nicht am Magen kleben, sondern aufrollen. Ich denke, es braucht nicht viel Phantasie, um zu verstehen, welchen Vorteil orale Impfstoffe gegenüber Impfstoffen haben, die in den Muskel injiziert werden. Man braucht nicht zum Arzt zu gehen, jeder kann sie selbst einnehmen. Die Menschen schlucken viel lieber irgendetwas, als sich stechen zu lassen. Außerdem gibt es bei Schluckimpfungen viel weniger Resistenzen gegen den Impfstoff“, erklärte Karikó.
Für sie ist klar, dass „die Wissenschaft auf dem Wissen der Forscher aufbaut. Wir schöpfen ständig Ideen aus der Arbeit anderer. In der Biologie suchen wir nach analogen Prozessen, wir suchen nach Präzedenzfällen für verschiedene Dinge. Deshalb ist es gut, so viel wie möglich über verschiedene Bereiche der Wissenschaft zu lesen. All dieses Wissen ist wertvoll für die hypothesengeleitete Forschung und sogar für die Erklärung der Analyse von Datensätzen.“
Es ist nicht das erste Mal, dass ein Medikament die Form des Gömböc annimmt. Ein kapselförmiges Gerät, das Insulin direkt in die Magenwand spritzt, wurde ebenfalls auf der Grundlage des Gömböc entworfen. Das Medikament wurde von Forschern des Massachusetts Institute of Technology und der Harvard University entwickelt.
„Wie eine Arbeit von Forschern des MIT und der Harvard University zeigt, besteht ein langjähriges Problem bei der Verabreichung von Medikamenten darin, wie Wirkstoffe wie Insulin, die von der Magensäure zerstört werden, oral aufgenommen werden können. Um dieses Problem zu lösen, wird weltweit intensiv geforscht. Die bisher entwickelten Lösungen sind jedoch nicht sehr effektiv, so dass nur wenige Prozent des Wirkstoffs in den Blutkreislauf aufgenommen werden“, erklärte Gábor Domonkos 2019 gegenüber Index.
„Es ist wichtig zu wissen, dass der Gömböc ein guter Ausgangspunkt für die Gestaltung von Objekten ist, die immer in eine Richtung gehen, auch wenn sie nicht ganz homogen sind. Aber wenn die Form ähnlich ist, kann sie mit einem sehr kleinen Unterschied in der Gewichtsverteilung in ein Rolly-Poly-Spielzeug verwandelt werden“, fügte Domonkos hinzu.
(Via: Hungary Today, Titelbild: Facebook)