Mikroroboter als neue Hoffnung in der Lungenmedizin

SAN DIEGO / MÜNCHEN (IT BOLTWISE) – Die medizinische Forschung hat einen bedeutenden Fortschritt erzielt, der die Behandlung von Lungenkrankheiten revolutionieren könnte. Forscher der Universität von Kalifornien in San Diego haben eine innovative Methode entwickelt, um Medikamente direkt in die Lungen zu transportieren.

Die Idee, Medikamente mithilfe von Mikrorobotern in die Lungen zu transportieren, klingt wie aus einem Science-Fiction-Film. Doch genau das erforschen Wissenschaftler an der Universität von Kalifornien in San Diego. Sie testen den Einsatz von mikroskopisch kleinen Algen, die in die Lungen gelangen, um dort Krankheiten direkt an der Quelle zu bekämpfen. Die Lungen sind ständig äußeren Bedrohungen ausgesetzt, wie Viren, Bakterien und Schadstoffen, und verfügen über eine Reihe von Schutzmechanismen, die es zu überwinden gilt.

Traditionell werden Medikamente gegen Infektionen wie Lungenentzündung über den Blutkreislauf verabreicht, was höhere Dosen und damit einhergehende Nebenwirkungen erfordert. Das Team um Joseph Wang und Liangfang Zhang an der Jacobs School of Engineering hat nun Mikroroboter aus grünen Algen entwickelt, die diese Barrieren überwinden können. Algen wurden aufgrund ihrer Kompatibilität gewählt, da sie sich leicht bewegen und keine starken Immunreaktionen auslösen.

Die Medikamente, wie Antibiotika, werden auf die mikroskopischen Algen “Roboter” geladen, die dann in Aerosolen verpackt werden, die klein genug sind, um die Abwehrmechanismen von Nase und Rachen zu umgehen und tief in die Lungen vorzudringen. Der Clou: Die Medikamentenpakete auf jedem Roboter erhalten eine Beschichtung aus normalen Zellmembranen, sodass sie vom Immunsystem nicht als Bedrohung erkannt werden. Dies ermöglicht eine gleichmäßige Verteilung der Behandlung in den Lungen, bevor sie abgebaut wird.

In einer Studie, die in Nature Communications veröffentlicht wurde, schreiben die Forscher: “Nach der Vernebelung behalten die Mikroroboter ihre Beweglichkeit, um eine homogene Verteilung in der Lunge und eine langfristige Retention von über fünf Tagen zu erreichen.” In Tests an mit MRSA infizierten Mäusen zeigte sich die Technologie vielversprechend: Alle Mäuse, die mit der Mikroroboter-Behandlung gegen Lungenentzündung behandelt wurden, überlebten, während keine der traditionell behandelten oder unbehandelten Mäuse überlebte.

Die Technologie wurde auch erfolgreich eingesetzt, um Chemotherapeutika an Mäuse mit metastasierenden Lungentumoren zu liefern. Menschliche Studien sind laut der Universität “absehbar”. Diese Entwicklungen könnten die Art und Weise, wie wir Lungenkrankheiten behandeln, grundlegend verändern und neue Wege für die gezielte Medikamentenabgabe eröffnen.

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