Gesunde Hoffnung: drei Beispiele zum medizinischen Fortschritt

Es gibt kaum einen Bereich, in dem das Wissen so schnell wächst, wie im Bereich der Medizin.

Hier kurz drei Beispiele zum medizinischen Fortschritt, auf die ich im Laufe der vergangenen Monate aufmerksam geworden bin.

Impfung gegen Allergien

Der Chefallergologe der Medizinischen Universität Wien, Rudolf Valenta, hat eine Studie mit 300 Probanden (Phase 2 von 3 auf dem Weg zur Zulassung eines Medikaments) zu einer allergenspezifischen Immuntherapie vorgestellt.

Sein Fazit: “Ich bin nicht nur optimistisch, sondern ganz sicher, dass wir nach 30 Jahren Vorarbeit eine Lösung für Allergiker gefunden haben”

Eine Allergie ist eine überschießende krankhafte Abwehrreaktion des Immunsystems auf bestimmte normalerweise harmlose Umweltstoffe (Allergene). Das Immunsystem eines Allergikers ist nicht nur überaktiv, es nutzt auch die falschen Abwehrtruppen. Die Antikörper produzieren Immunglobuline Typ-E (IgE), die sich an die “Wächterzellen” des Körpers, die Mastzellen, anheften und Entzündungen verursachen.

Das Prinzip einer Impfung ist die Aktivierung des Immunsystems gegen spezifische Stoffe. Die österreichischen Forscher haben dazu den Bauplan des allergieauslösenden Eiweißes in Gräserpollen entschlüsselt, gentechnisch verändert, entschärft und in Außenhüllen von (ebenfalls entschärften) Hepatitis-Viren angebracht, die den Transport im Körper erledigen.

Das Eiweiß wurde so modifiziert, dass die Impfung nun die B-Zellen, ebenfalls Teil des Immunsystems, in Aktion ruft. Diese wiederum aktivieren die Immunglobuline vom Typ G (IgG), die es schaffen, IgE auszubremsen und damit die allergische Reaktion, die von den Mastzellen ausgeht, zu stoppen: die fehlgeleitete Immunantwort wird durch eine andere, bessere Immunantwort abgefangen.

Drei Spritzen sollen reichen, um für die Pollensaison gewappnet zu sein. Im Herbst erhält der Patient eine Spritze, um den Effekt über den Winter zu retten. Vor der nächsten Pollensaison gibt es nochmal drei Spritzen – dann soll über mehrere Jahre Ruhe herrschen.

Schon 2017 soll die letzte Studienphase (Phase III) starten. 2020 könnte der Impfstoff zugelassen werden.

Auch eine Impfung gegen Hausstaub und Tierhaare soll möglich sein. Die Baupläne für die Impfstoffe habe man bereits parat. Die Allergene seien anders, das Wirkprinzip der Impfung sei gleich.

Medizinischer Wundkleber

Ein amerikanisches Forscherteam um Bioingenieur Dave Mooney von der Harvard Universität hat einen neuen Klebstoff entwickelt, der elastisch ist und Wunden innerhalb von 60 Sekunden perfekt verschließt und der auch bei inneren Verletzungen, etwa der Leber oder der Lunge verwendet werden kann.

Der Klebstoff basiert auf dem Prinzip des Schnecken-Schleims. Vorbild war Arion subfuscus, die hellbraune Wegschnecke. Bei Gefahr sondert das Tier einen Schleim ab, der als Superkleber fungiert und es potenziellen Jägern erschwert, das Tier vom Boden aufzulesen. Der Schleim besteht aus zwei Komponenten. Eine ist durch elektrisch geladene Proteine in der Lage, starke chemische Bindungen mit einer Oberfläche zu knüpfen. Die zweite Komponente ist ein elastisches Material, das verhindert, dass der Kleber bei mechanischer Belastung bricht.

Die Forscher haben diese Komponenten nachgebaut. Verwendet werden elektrisch geladene Polymermoleküle und ein Protein, das in elastischen Fasern aus menschlichem Gewebe vorkommt. Das Ergebnis ist ein elastischer, nicht toxischer, biokompatibeler, guter Kleber in Gelform. Das Gel wird mit UV-Licht aktiviert und enthält eine Substanz, die für ein langsames Auflösen des chirurgischen Klebers sorgt, sodass die Wunde am Ende wieder vollständig mit natürlichen Gewebe geschlossen ist. Der Zeitraum, in dem sich der Kleber auflöst, ist den Angaben zufolge steuerbar und reicht bis zu Monaten.

Testversuche an Ratten und Schweinen sind positiv verlaufen. Nun werden Freiwillige für die Erprobung am Menschen gesucht. Das Entwicklungsstadium entspricht also Phase I der klinischen Forschung mit ersten Studien zur Anwendung eines neuen Arzneimittels beim Menschen (in der Regel 10 bis 80 Probanden) zur Prüfung der Sicherheit und Verträglichkeit.

Phase II ist eine Studie an wenigen hundert Probanden zur Prüfung der medizinischer Wirksamkeit.

Phase III Studien, die letzte Stufe vor der Zulassung, haben in der Regel mehrere tausend Probanden, dauern mehrere Jahre und vergleichen die Wirksamkeit mit anderen, bereits zugelassen Medikamenten, sowie mit Placebos.

Bis zur Zulassung ist es hier also noch ein längerer Weg.

Überbrückung von zerstörtem Rückenmark mittels Computerchip

Zu einer Querschnittlähmung kommt es bei Schädigung des Rückenmarkquerschnittes. Die Steuerung der Bewegung beginnt im Kopf, im Motorkortex. Die dortigen Hirnzellen schicken elektrische Signale über das Rückenmark bis in die Beine, wo sie in eine bestimmte Bewegung übersetzt werden. Ist diese Verbindung unterbrochen, erreichen die Signale die Beine nicht mehr, man ist gelähmt.

Das Team um Grégoire Courtine forscht an einer Überbrückung. Ein Computerchip zeichnet im Gehirn die elektrischen Impulse der Nervenzellen auf und sendet die Informationen an einen Computer. Dieser berechnet das Bewegungsmuster, das drahtlos in Echtzeit an einen Taktgeber an der Lendenwirbelsäule geschickt wird. Auf Grundlage des Bewegungsmusters werden 16 Elektroden des Taktgebers gesteuert, die an den Nervenbahnen implantiert sind und die Muskeln aktivieren. Das gelähmte Bein bewegt sich.

Der entsprechende Eingriff wurde nun an Rhesusaffen getestet. Ohne Reha und ohne Training konnte ein an einem Bein gelähmter Affe plötzlich wieder gehen.

Anders als bei den Affen in der Studie sind beim Menschen in der Regel beide Beine gelähmt und die Verletzungen am Rückenmark viel großflächiger. Ob die Schnittstelle auch bei vollständig querschnittsgelähmten Menschen funktioniert, ist unklar.

Grégoire Courtines Einschätzung: “Es liegen noch viele Herausforderungen vor uns und es könnte noch einige Jahre dauern, bis alle für den Eingriff nötigen Bestandteile beim Menschen getestet werden können.”

Mit dem Verfahren können zum Beipspiel bisher nur grundlegende Bewegungen, etwa Beugen und Strecken, initiiert werden. Komplexere Funktionen wie Balancieren oder das Überwinden von Hindernissen lassen sich mit der gegenwärtigen Technologie noch nicht umsetzen. Die Geschwindigkeit, mit der Hirn-Schnittstellen entwickelt werden, ist aber enorm.

Häufig liegen nur wenige Jahre zwischen ersten Tests, Versuchen mit Affen und dem Einsatz beim Menschen. Erste klinische Studien könnten möglicherweise bereits 2020 starten.

Quellen und Artikel zum Thema:

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