Zinkoxid-Nanopartikel. Mit freundlicher Genehmigung der National Institutes of Health.
Wir sind also 42 Jahre im Kampf gegen den Krebs, und während der Feind gewaltig bleibt, geht unsere Strategie in eine weitere Phase über. Wir haben das Äquivalent von Nahkampf - Operation - Teppichbombardierung - Strahlen - und chemischer Kriegsführung - Chemotherapie durchlaufen.
Jetzt geht es im Kampf um Stealth. Anstatt sich darauf zu konzentrieren, Krebszellen zu zerstören oder zu vergiften, werden Sie eher Krebsforscher über „trojanische Pferde“ oder „Tarnstrategien“ oder „Tricks“ des Immunsystems sprechen hören. Alle sind Tricks auf Zellebene, die durch eine nanomedizinisch-medizinische Behandlung entstanden sind, die sehr, sehr klein geworden ist. Wie klein? Auf Nanoebene wären etwa 5.000 Partikel so breit wie ein menschliches Haar.
Wir sind nicht der Feind
Okay, wir sind hier also im unfassbaren Bereich. Aber lassen Sie uns nicht auf Größe hängen; Konzentrieren wir uns auf die Täuschung.
Das neueste Beispiel für mikroskopische Tricks wurde letzte Woche in einem Artikel von Forschern der University of Pennsylvania veröffentlicht. Einer der attraktivsten Aspekte der Nanomedizin besteht darin, dass Wissenschaftler Medikamente direkt an einen Tumor abgeben können, anstatt den gesamten Körper mit einer Chemotherapie zu überfluten. Leider sieht das Immunsystem die Nanopartikel als Eindringlinge und versucht, sie zu beseitigen, bevor sie an den Tumorzellen arbeiten können.
Der Trick bestand darin, die „Wachzellen“ des körpereigenen Immunsystems glauben zu lassen, dass es sich bei den wirkstoffliefernden Nanopartikeln um native Zellen handelte und es sich nicht um Eindringlinge handelte. Die Forscher taten dies, indem sie an jedes Nanopartikel ein Protein anbrachten, das in jeder Zellmembran vorhanden ist. Einfach ausgedrückt, es wurde eine Nachricht an die Wachzellen des Körpers gesendet, dass man mich nicht essen soll.
Das Ergebnis, zumindest bei Mäusen, ist, dass diese Technik die Erfolgsrate von zwei verschiedenen Arten von Nanopartikeln dramatisch verbesserte - eine, die tumorsenkende Medikamente lieferte, und eine, die mit Farbstoff gefüllt war, der Ärzten helfen würde, Bilder von Krebszellen aufzunehmen.
In der Zwischenzeit, Anfang dieses Jahres, gaben Wissenschaftler des Methodist Hospital Research Institute in Houston bekannt, dass sie einen eigenen Weg gefunden haben, Nanopartikel das Immunsystem zum Narren halten zu lassen. Sie entwickelten ein Verfahren, um die Membranen von aktiven weißen Blutkörperchen physikalisch zu entfernen und über Nanopartikel zu hüllen. Und diese „Tarnstrategie“ hat ausgereicht, um Proteine, die das Immunsystem aktivieren, daran zu hindern, ihre Arbeit zu verrichten und die Invasoren abzuwehren. Die Forscher glauben, dass es eines Tages möglich sein wird, die eigenen weißen Blutkörperchen eines Patienten zu ernten und sie zum Verschleiern der Nanopartikel zu verwenden, was es umso wahrscheinlicher macht, dass sie ihr Ziel erreichen, ohne angegriffen zu werden.
So magisch das auch klingen mag, die Nanomedizin ist nicht ungefährlich. Es muss noch viel mehr über die Langzeitwirkung von Nanopartikeln im Körper geforscht werden. Könnten sie sich in gesundem Körpergewebe ansammeln? Und wenn ja, welche Wirkung hätte das? Können diese winzigen Partikel, die jetzt so vielversprechend zu sein scheinen, irgendwann giftig werden?
Es gibt immer noch viele Fragen zur Nanomedizin, aber es fühlt sich eher nach einer Antwort an.
Smalltalk
Hier sind sechs weitere Möglichkeiten, mit denen das Denken in kleinen Dimensionen die Medizin voranbringt:
1) Entfernen Sie jedoch zunächst jeglichen Schmuck: An der Universität von Minnesota experimentieren Wissenschaftler mit Nanopartikeln und Magneten, um Lungenkrebs zu bekämpfen. Sie haben ein Aerosol-Inhalationsmittel entwickelt, das ein Patient mit wenigen tiefen Atemzügen in die Lunge ziehen kann. Und das transportiert Eisenoxid-Nanopartikel zu Tumoren in der Lunge. Indem sie einen Magneten außerhalb des Körpers bewegen, können sie die Partikel so aufrühren, dass sie sich genug erwärmen, um Krebszellen um sie herum abzutöten.
2) Ein neues Shell-Spiel : Ein Team von Ingenieuren an der UCLA hat winzige Kapseln entwickelt - etwa halb so groß wie das kleinste Bakterium -, die Proteine zu Krebszellen transportieren und das Wachstum von Tumoren hemmen können. Und die nanoskaligen Schalen bauen sich in nicht krebsartigen Zellen harmlos ab.
3) Goldscherz: Im Nordwesten haben Forscher einen Weg gefunden, mit Goldnanopartikeln effektiv gegen Lymphome vorzugehen. Sie täuschen die Lymphomzellen vor, sie enthalte hochdichtes Lipoprotein (HDL), das die Zellen zum Überleben benötigen. Die Goldnanopartikel binden an die Krebszellen und hungern an Cholesterin.
4) Besser als Krazy Glue : In Deutschland haben Wissenschaftler eine Paste aus Nanopartikeln erfunden, die angeblich Knochenbrüche schneller reparieren lässt. Die Paste enthält zwei Wachstumsfaktor-Gene, die in die Zellen gelangen und die Knochenheilung beschleunigen.
5) Leider kann es Ihnen nicht helfen, Medikamente zu finden, die Sie auf den Boden fallen gelassen haben: Obwohl es sich technisch gesehen nicht um eine Nanomedizin handelt, könnte es in Kürze auf dem Markt sein, dass eine kleine intelligente Pille erfasst, ob Menschen ihre Medikamente richtig einnehmen. Die Pille wurde letztes Jahr von der FDA zugelassen und enthält einen winzigen Sensor, der mit der Magenflüssigkeit interagiert und ein Signal an ein Pflaster am Körper einer Person sendet. Mit einem echten Medikament eingenommen, überträgt die Smart Pill Informationen über das andere Medikament, insbesondere wenn es eingenommen wurde, auf ein Smartphone. Es werden aber auch physiologische Daten gesendet, einschließlich Herzfrequenz und Aktivitätsniveau.
6) Körperwärme schlecht geworden: Entsprechend haben Feuerwehrleute in Australien begonnen, eine winzige Kapsel einzunehmen, um sie vor Überhitzung durch Hitze zu schützen. Sensoren in der Pille können ihre Körpertemperaturen in Echtzeit messen und diese Daten an ein Smartphone weiterleiten. Und das hat zu Veränderungen in den Arbeitsmustern der Feuerwehrleute geführt, einschließlich der Dauer, in der sie Flammen ausgesetzt sind.
Videobonus: Noch unklar zur Nanomedizin? Hier ist ein TED-Vortrag von Mark Davis, einem führenden Experten auf diesem Gebiet und Chemieingenieur am California Institute of Technology, darüber, wie es zur Krebsbekämpfung eingesetzt wird.
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