Ultraschall lenkt Mikrovehikel in Blutgefäßen
Schweizer Wissenschaftler arbeiten an Therapien zur punktgenauen Wirkung von Medikamenten
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Blutgefäße mit Mikrovehikeln in Orange (Bild: Del Campo Fonseca et al. Nature Communications 2023) |
Zürich (pte017/07.12.2023/10:30)
Mikrovehikel lassen sich per Ultraschall durch die Blutgefäße des Gehirns von Mäusen steuern - vorerst noch ohne Medikamente bestückt. Zu dem Schluss kommen Forscher der ETH Zürich (ETHZ), der Universität Zürich und des Universitätsspitals Zürich. Dies soll künftig neue Therapien ermöglichen, mit denen punktgenau Medikamente verabreicht werden.
Gasgefüllte Bläschen genutzt
Als Mikrovehikel nutzen die Experten gasgefüllte Bläschen mit einer Hülle aus Fettsäuren - demselben Bestandteil, aus dem die Membranen biologischer Zellen bestehen. Die Bläschen haben einen Durchmesser von eineinhalb Mikrometern und werden heutzutage als Kontrastmittel in der Ultraschall-Bildgebung eingesetzt. Genau diese Bläschen werden steuerbar.
"Da die Vesikel bereits für den Einsatz beim Menschen zugelassen sind, werden wir unsere Technologie wahrscheinlich schneller zur Zulassung und Anwendung beim Menschen bringen können als alternative Mikrovehikel, an denen derzeit geforscht wird", sagt ETHZ-Studienleiter Daniel Ahmed.
Mikrobläschen lösen sich auf
Ultraschallgesteuerte Mikrobläschen haben auch den Vorteil, dass sie sich nach getaner Arbeit im Körper zersetzen. Bei der Steuerung über Magnetfelder, einem anderen Ansatz, müssen die Mikrovehikel magnetisch sein, und es ist nicht ganz einfach, biologisch abbaubare magnetische Mikrovehikel zu entwickeln. Die ETHZ-Mikrobläschen seien klein und weich.
Um ihr Verfahren zu testen, haben die Fachleute die Bläschen in den Blutkreislauf von Mäusen injiziert. Ohne äußere Kontrolle werden die Bläschen vom Blutstrom mitgerissen. Es gelang jedoch, die Vesikel mit Ultraschall an Ort und Stelle zu halten oder sie gegen die Fließrichtung des Blutes durch Gehirngefässe zu steuern. Selbst verschlungene Blutbahnen und noch so kleinste Verästelungen der Blutgefäße waren kein Problem.
Zur Steuerung der Mikrovehikel wurden außen am Schädel der Mäuse vier kleine Energiewandler befestigt. Diese erzeugen Schwingungen im Ultraschallbereich, die sich im Gehirn als Wellen ausbreiten. Dabei können sich die Wellen von zwei oder mehreren Energiewandlern an bestimmten Stellen im Gehirn gegenseitig auslöschen oder verstärken.
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