Arzneischleuser vom Meeresgrund

21. November 2008
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Computerspielfreaks hergehört: Wem die übliche Bildschirmballerei immer zu wenig real war, der sollte mal in Montreal vorbeischauen. Dort lenken Forscher Bakterien per MRT durch den Körper. Ähnlich innovativ: Rucksäcke für Blutzellen.

Wer schon einmal das Vergnügen hatte, einen mit Eisenspänen beladenen Tennisball in ein 3 Tesla-Kernspingerät schmeißen zu dürfen, der hat eine ungefähre Vorstellung davon, welche ungeheure Kraft in diesen unscheinbaren Röhren steckt. Kein Wunder also, dass sich so mancher Forscher fragt, was er mit derartigen Kraftpaketen außer ein wenig Diagnostik sonst noch so alles machen kann.

Paddeln unter Anleitung des MRT

Arzneimittel an ihren Zielort transportieren zum Beispiel. So geschehen im Nanorobotik-Labor am École Polytechnique in Montreal, Kanada. Mit einem durch ein wenig Software und ein paar Umbauten aufgepeppten Kernspingerät ist es den Wissenschaftlern gelungen, mit Antikörpern beladene Polymerkügelchen – in Zukunft sollen das dann Arzneimittel sein – mit einer Geschwindigkeit von bis zu zehn Zentimetern pro Sekunde durch die Arteria carotis eines lebenden Schweins zu manövrieren. Am menschlichen Gefäßmodell funktioniert die Prozedur auch. Nun sind Polymere bekanntlich nicht magnetisch, und die allermeisten Arzneimittel sind es auch nicht. Die Forscher setzten für ihren MRT-Joystick deswegen Bakterien ein, die sie irgendwo aus den Tiefen des Ozeans geholt hatten. Diese speziellen Bakterien enthielten magnetische Partikel, die in der Natur dazu dienen, die Bakterien in Richtung tieferes Wasser zu navigieren. „Die Nanopartikel formen Ketten, die ein wenig an Kompassnadeln erinnern“, sagt der Computertechniker Professor Sylvain Martel, der die von ihm „Nanobots“ genannten Transporter kreiert hat. Das Konzept ist deswegen so genial, weil das klobige MRT-Gerät letztlich nur die grobe Richtung vorgeben muss. Denn die magnetischen Bakterien haben praktische Geißeln an Bord, mit denen sie bei entsprechend angelegtem Magnetfeld wie von selbst ins gewünschte Gefäß beziehungsweise bis zum Tumor oder zu sonstigen Zielstrukturen paddeln können. Glücklicherweise sind diese Geißeln auch noch recht kräftig ausgeprägt: Das weniger als zwei Mikrometer große Bakterium kommt damit auch bei einer Beladung mit mehreren immerhin 150 Nanometer großen Partikeln noch einigermaßen vorwärts.

Viel Geld für eine Fernsteuerung…

Die Frage, die sich hier natürlich stellt, lautet: Brauchen wir das wirklich? MRT-Geräte stehen bekanntlich schon heute nicht ungenutzt herum, sodass die Frage erlaubt sein muss, ob sie auch noch zur Zielsteuerung einer ohnehin schon sagenhaft teuren Antitumortherapie eingesetzt werden sollten. Vom Preis einmal ganz abgesehen, dürfte es zudem auch deutlich weniger zeitaufwändige Medikamentenfähren geben. Der gewichtigste Einwand aber kommt von den Immunologen: Sie machen darauf aufmerksam, dass die Körperabwehr nicht gerade amüsiert sein dürfte, wenn plötzlich Tiefseebakterien im Blutkreislauf herum paddeln. „Wir sind aber ziemlich überzeugt davon, dass das kein Problem sein wird“, so Martel. Denn das Immunsystem brauche seine Zeit, um auf Bakterien zu reagieren, die es mit großer Sicherheit vorher noch niemals angetroffen hat. Das mag zwar stimmen, aber dann stellt sich natürlich immer noch die Frage nach der Möglichkeit von weiteren Therapiezyklen. Ob für dieses Szenario wohl genug verschiedene Magnetbakterien am Meeresgrund gibt? Aber ganz so weit sind die Nanobotologen ohnehin noch nicht.

Ohne Tiefsee geht’s auch: B-Zelle als Packesel

Vielleicht sollte man die Strategie auch komplett wechseln. Wie man ganz ohne Bakterien Pharmazeutika in Blutgefäßen umher fahren kann, machen Konkurrenten von Martel am Massachusetts Institute of Technology vor. Sie haben eine Art Rucksack aus Polymeren entwickelt, den sie mit beliebigen Wirkstoffen beladen können, also beispielsweise mit Arzneimitteln für die Antitumortherapie, aber auch mit Signalmolekülen für die Diagnostik. Um die Rucksäcke in den Körper zu bekommen, werden Blutzellen außerhalb des Körpers beladen und dann wieder reinfundiert. Die Zelle selbst scheint das Gepäck nicht zu stören: „Den ganzen Rest der Zelle rühren wir nicht an, die Zelle kann weiter mit ihrer Umgebung interagieren“, betont Albert Swiston, der über sein Projekt gerade in der Zeitschrift Nanoletters berichtet hat. Zum Tumor können die Blutzellen entweder selbst paddeln, oder aber man setzt auch hier eine Magnetsteuerung ein, siehe oben. Billiger ist das dann wohl nicht mehr. Immerhin: Das immunologische Problem mit den Fremdeiweißen stellt sich nicht.

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