05.05.2023

Hitzewellen: Diese Regionen sind am stärksten gefährdet

Forscher zeigen anhand von Extremwetter-Statistiken, wo Menschen am stärksten gefährdet sind. Überraschenderweise sind es nicht Länder, die bisher mit extremer Hitze zu kämpfen hatten.
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Foto: Adobe Stock

Lytton ist eine kleiner Ort in Kanada, der nur wenige Autostunden von Vancouver entfernt ist. In diesem Ort geschah etwas, das Expert:innen zuvor als “extrem” unwahrscheinlich eingestuft hätten. Am 29. Juni 2021 wurden dort 49,6 Grad Celsius gemessen. Es ereignete sich also eine Hitzewelle, die die bisherigen Rekordtemperaturen um fast fünf Grad übertraf.

Ohne Klimakrise wäre dieses Ereignis unmöglich gewesen, so die Wissenschafter:innen, die das Risiko einer noch nie dagewesenen Hitze global bewertet haben. Denn Hitzewellen werden im Zuge des Klimawandels nicht nur häufiger, sondern können auch zu Tausenden von zusätzlichen Todesfällen führen, heißt es in der Studie, die im Fachmagazin Nature Communications veröffentlicht wurde.

Das statistisch Unmögliche ist bereits möglich

Ziel dieser Studie war es, herauszufinden, welche Regionen weltweit das Glück hatten, bisher keine höheren Temperaturextreme erlebt zu haben. Dabei wurden insgesamt 31 Regionen weltweit untersucht und Daten von 1959 bis 2021 ausgewertet.

Die Ergebnisse zeigen, dass in 31 Prozent der untersuchten Regionen Tageshöchsttemperaturen außergewöhnlich hoch waren und “statistisch unplausible” Extreme aufgetreten sind. Diese Regionen sind über den ganzen Globus verteilt und weisen kein klares räumliches Muster auf.

Diese Regionen hatten bisher Glück

Die Wissenschafter:innen haben auch Regionen identifiziert, die in den letzten sechs Jahren keine besonders extreme Hitze erlebt haben. Zumindest im Vergleich zum “erwarteten” Klima. Das sei aber keine gute Nachricht.

Denn infolgedessen sei es wahrscheinlicher, dass diese Regionen in naher Zukunft mit extremen Temperaturen rechnen müssen. Da solche Länder weniger Erfahrungen mit extremen Hitzewellen haben, seien sie oft auch weniger gut darauf vorbereitet, wodurch die Bevölkerung besonders geschädigt werden könnte.

Diese Regionen sind am meisten gefährdet

Es gibt einige Regionen, in denen innerhalb der 62-jährigen Aufzeichnung keine Ereignisse aufgetreten sind, die besonders außergewöhnlich sind. Diese Regionen sind laut den Forscher:innen am meisten gefährdet. Dazu zählen Afghanistan, mehrere Länder Mittelamerikas und der Osten Russlands. Die Anfälligkeit einer Region für die Auswirkungen der Hitze hänge aber nicht nur von der statistischen Wahrscheinlichkeit einer Hitzewelle ab. Sondern auch von sozioökonomischen Faktoren.

In Entwicklungsländern sei es beispielsweise weniger wahrscheinlich, dass sie über Notfall-Hitzepläne verfügen. In Ländern mit hohem prognostizierten Bevölkerungswachstum könnten dadurch die Gesundheitsdienste und Energieversorgung an ihre Grenzen geraten. Außerdem sei die Wahrscheinlichkeit höher, dass diese Regionen in Zukunft eher extreme Hitzewellen erleben werden.

Mitteleuropa oder die Region um Peking seien ebenfalls gefährdet, wenn man die Extremwerte und die Bevölkerungszahl berücksichtigt. Als Industrieländer verfügen sie aber wahrscheinlich bereits über Pläne zur Abschwächung extremer Hitze. Die Anpassung an extreme Wetterereignisse erfolge nämlich oft als Reaktion auf ein bestimmtes Ereignis. Von dem die Gemeinden auch schnell lernen.

Forscher:innen appellieren an politische Entscheidungsträger:innen

Die Ergebnisse deuten des Weiteren daraufhin, dass jede Region für extreme Hitze anfällig ist. Die Expert:innen fordern politische Entscheidungsträger:innen deshalb “dringend” auf, zu prüfen, ob die Hitzeaktionspläne, für das, was kommen könnte, ausreichend sind. Denn der menschengemachte Klimawandel wird die Wahrscheinlichkeit für Extremereignisse erhöhen.

Städtische Hitzepläne und Maßnahmen, wie die Einrichtung von Kühlzeiten oder eine Verkürzung der Arbeitszeiten für im Freien arbeitende Menschen, können die Auswirkungen der Hitze verringern. So haben politische Änderungen im Anschluss an die europäische Hitzewelle aus dem Jahr 2003 zu weniger Todesfällen geführt, obwohl mittlerweile ähnlich starke Hitzewellen aufgetreten sind.

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Michael Krebs, CEO von HeartBeat.bio. | Foto: HeartBeat.bio.

2023 holte sich das Wiener BioTech HeartBeat.bio, das 2021 gegründet wurde und im Vienna Biocenter ansässig ist, ein 4,5-Millionen-Euro-Investment im Rahmen einer Pre-Series-A-Runde – brutkasten berichtete.

Im Vorjahr folgte eine Forschungskooperation mit dem Pharmaunternehmen Boehringer Ingelheim, mit dem Ziel gentherapeutische Behandlungen für genetisch bedingte Kardiomyopathien zu entwickeln. Nun kooperiert man mit dem schwedischen Genomikunternehmen CubaseBio, das 3D-Spatial-Transkriptomik-Technologien entwickelt, um einen Hochdurchsatz-3D-Spatial-Profiling-Ansatz für myokardiale Fibrose zu entwickeln und um die Wirkstoffforschung bei Herzinsuffizienz zu steigern.

HeartBeat.bio erhält von der FFG nationale Förderung

Die Partner erhalten dafür rund eine Million Euro an Förderung im Rahmen des Calls 10 des Eurostars-Programms für ihr gemeinsames Projekt „Fibrosis Analysis in Cardioids via Transcriptomic Spatial-mapping in 3D“ (FACTS-3D).

Die nationale Förderung erfolgt durch Vinnova (Schwedens Innovationsagentur) und die österreichische Forschungsförderungsgesellschaft (FFG), mit Ko-Finanzierung durch die Europäische Union im Rahmen von Horizon Europe.

Das Projekt verbindet die firmeneigene Cardioid-Technologie von HeartBeat.bio mit der 3D-Spatial-Transkriptomik-Plattform von CubaseBio, um einen skalierbaren Ansatz zur Analyse der molekularen und zellulären Mechanismen hinter myokardialer Fibrose zu entwickeln.

64 Millionen Menschen von Herzinsuffizienz betroffen

Trotz bedeutender Fortschritte in der kardiovaskulären Forschung bleibt die Entwicklung neuer Therapien gegen Herzinsuffizienz eine Herausforderung. Weltweit sind mehr als 64 Millionen Menschen von Herzinsuffizienz betroffen, was eine große und wachsende globale Gesundheitsbelastung darstelle, heißt es per Aussendung. Herkömmliche präklinische Werkzeuge wie Tiermodelle und 2D-Zellkulturen könnten die Komplexität der menschlichen Biologie, zellulärer Interaktionen und der räumlichen Organisation zugrundeliegender Herzerkrankungen häufig nicht vollständig abbilden.

FACTS-3D soll genau hier ansetzen: Das Projekt verbindet menschliche Herzorganoide, die die Biologie des Herzens realitätsnah abbilden, mit einer 3D-Spatial-Transkriptomik-Methode, die viele Proben gleichzeitig auswerten kann. Zur Erklärung: Bisherige Verfahren zur räumlichen Genanalyse funktionieren nur bei dünnen, flach geschnittenen Gewebeproben. Für die Untersuchung von Organoiden, die dreidimensionale Struktur besitzen, sind sie deshalb kaum brauchbar, und schon gar nicht, wenn viele Proben zügig analysiert werden sollen. Die 3D-Technologie von CubaseBio umgeht dieses Problem: Sie lässt sich direkt in gängigen Labor-Plattenformaten mit 96 oder 384 Vertiefungen einsetzen. Dadurch kann das Projekt die Herzorganoide von HeartBeat.bio erstmals in ihrer vollständigen, dreidimensionalen Struktur untersuchen, statt sie in dünne Scheiben zerlegen zu müssen.

Dieser Ansatz sei besonders wichtig für die Erforschung von Herzmuskel-Vernarbung (Fibrose), einem Prozess, der zum krankhaften Umbau des Herzens beiträgt und bei vielen Formen von Herzinsuffizienz eine Rolle spielt. Indem die Partner sichtbar machen, welche Gene in welchen Zellen des intakten 3D-Herzgewebes aktiv sind, wollen sie herausfinden, wie die Erkrankung entsteht, wie das Gewebe auf Behandlungen reagiert und wo neue Ansatzpunkte für Medikamente liegen könnten.

Neue Mechanismen

„Das FACTS-3D-Projekt bringt zwei hochgradig komplementäre Technologien zusammen, um eine der zentralen Herausforderungen der kardiovaskulären Wirkstoffforschung anzugehen: das Verständnis der Krankheitsbiologie in einem physiologisch relevanten menschlichen Kontext bei gleichzeitigem Erhalt der räumlichen Informationen, die für komplexe kardiale Phänotypen essenziell sind. Für HeartBeat.bio stellt diese Kooperation einen wichtigen Schritt dar, Cardioide nicht nur für die phänotypische Wirkstoffforschung zu nutzen, sondern auch um neue Mechanismen und Zielstrukturen für Herzinsuffizienz zu entdecken und zu validieren, insbesondere bei myokardialer Fibrose und kardialem Remodeling“, sagt Michael Krebs, CEO von HeartBeat.bio.

Und Malte Kühnemund, CEO von CubaseBio, ergänzt: „Die Herzbiologie ist ein perfektes Beispiel dafür, warum der 3D-Spatial-Kontext so wichtig ist. Die Art, wie sich Zellen dreidimensional organisieren, ist zentral dafür, wie eine Herzkammer aufgebaut ist, was bei Fibrose geschieht und wie sich das Herz umbaut. Unsere Technologie wurde genau dafür entwickelt, diese Art von Komplexität vollständig in drei Dimensionen zu erfassen. Das lässt sich nicht durch Schnittverfahren erfassen, und 3D-Bildgebungshardware verfügt nicht über den nötigen Durchsatz. Das macht unsere 3D-Spatial-Transkriptomik-Technologie zu einer naheliegenden Wahl für das Hochdurchsatz-Screening von Herzmedikamenten. HeartBeat.bio ist der ideale Partner, um unsere 3D-Spatial-Technologie in umsetzbare Erkenntnisse für komplexe kardiovaskuläre Erkrankungen zu übersetzen.“

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