Wenn Technologie den Weg für eine neue Generation von Krankheitsdiagnose und -behandlung ebnet

Studien von Wissenschaftlern sagen voraus, dass Antibiotikaresistenzen bis 2050 für 10 Millionen Todesfälle pro Jahr verantwortlich sein könnten. Gleichzeitig ist auch Krebs für eine große Anzahl von Todesfällen verantwortlich.

Angesichts dieser Herausforderungen präsentierten zahlreiche internationale Professoren, die in Vietnam anwesend waren, auf dem Seminar „Fortschritte bei der Erkennung, Diagnose und Behandlung von Krankheiten“, das am 3. Dezember in Hanoi stattfand, Lösungen, die neue, weniger invasive Behandlungsansätze eröffnen und zu herausragenden klinischen Ergebnissen führen.

Phagentherapie – eine „Waffe“ gegen Krebs

Auf dem Seminar diskutierten viele namhafte Experten aus der Welt der Biomedizin über die Bakteriophagentherapie, auch bekannt als Phagentherapie, die als „Waffe“ gegen die Antibiotikaresistenzkrise bezeichnet wird und neue Hoffnung in der Krebsbehandlung eröffnet.

Phagen – spezialisierte Viren, die Bakterien angreifen – wurden 1915 vom britischen Bakteriologen Frederick Twort entdeckt und 1919 vom französischen Wissenschaftler Félix d’Herelle erstmals erfolgreich klinisch bei einem Fall von Ruhr eingesetzt. In den 1930er-Jahren des letzten Jahrhunderts wurden jedoch Antibiotika entwickelt und verbreiteten sich rasant, wodurch Phagen allmählich in Vergessenheit gerieten. Erst als Antibiotikaresistenzen jährlich Millionen von Menschenleben forderten, entdeckten Wissenschaftler die Phagen mit neuer Hoffnung wieder.

Prof. Pascale Cossart, eine Pionierforscherin auf dem Gebiet der zellulären Mikrobiologie vom Pasteur-Institut in Paris (Frankreich).

Professor Pascale Cossart, eine Pionierforscherin auf dem Gebiet der zellulären Mikrobiologie vom Pasteur-Institut in Paris (Frankreich) und Mitglied des VinFuture Prize Council, kommentierte: „Diese Therapie hat neue Fortschritte bei der Behandlung bakterieller Infektionen erzielt und kann sich als Retter erweisen, wenn alle Antibiotikatherapien versagen.“

Der Vorteil von Phagen gegenüber Antibiotika besteht darin, dass sie pathogene Bakterien angreifen und abtöten, ohne menschliche Zellen zu schädigen. Zudem tötet jeder Phagentyp in der Regel nur bestimmte Bakterienstämme ab und trägt so zum Schutz der nützlichen Darmflora bei – etwas, das Breitbandantibiotika nicht leisten können.

Sie führte weiter aus, dass Georgien eines der wenigen Länder sei, das die Phagentherapie seit Jahrhunderten anwendet. Diese Therapie habe sich sogar zu einem gefragten medizinischen Angebot entwickelt und locke Europäer an, die sich dort anstelle von Antibiotika behandeln lassen. Auch in den Vereinigten Staaten wird aktiv an Phagen geforscht, mit vier großen Forschungszentren an Universitäten wie Kalifornien, Yale, Diego und Texas.

Laut Forschungen von Professor Chuanbin Mao von der Chinesischen Universität Hongkong (China) beschränken sich Bakteriophagen nicht nur auf die Bekämpfung von Bakterien, sondern eröffnen auch ein vielversprechendes Anwendungsgebiet in der Krebstherapie.

Prof. Chuanbin Mao von der Chinesischen Universität Hongkong (China).

Mit 20 Jahren Erfahrung in der Phagenforschung ist er überzeugt, dass Phagen durch genetische Modifikation ein supramolekulares System mit hochentwickelten diagnostischen und therapeutischen Funktionen bilden können. In der Therapie werden Phagen so modifiziert, dass sie Nanoenzyme transportieren, die Krebszellen gezielt angreifen und im sauerstoffarmen Milieu des Tumors Sauerstoff erzeugen. Dadurch wird die photodynamische Therapie effektiver und kann die erkrankten Zellen besser zerstören.

Professor Chuanbin Mao wies außerdem darauf hin, dass der Vorteil dieser Therapie in den geringen Kosten liegt, da Phagen in großer Zahl geklont werden können und Gene leicht angepasst werden können, um neue Phagen mit spezifischen Zielstrukturen zu erzeugen.

3D-Drucktechnologie ebnet den Weg zur Rettung von Knochenkrebspatienten in Vietnam

In den letzten Jahren wurden in der Weltmedizin Techniken zur Knochenregeneration mithilfe individuell angefertigter Metallimplantate entwickelt. Die Kosten sind jedoch so hoch, dass sich die meisten Patienten diese Behandlung nicht leisten können. In Vietnam war die Regeneration von Knochenstrukturen vor der Anwendung der 3D-Drucktechnologie nahezu unmöglich.

Prof. Tran Trung Dung - Referent des Vinmec Healthcare System, VinUni Universität (Vietnam).

Bei Vinmec haben Professor Tran Trung Dung und sein Team diese Realität verändert. Professor Tran Trung Dung erklärte, dass in Vietnam jährlich etwa 200 Patienten mit Knochenkrebs diagnostiziert werden. Viele dieser Fälle bei jungen Kindern gehen auf familiäre Vorbelastungen zurück, sodass die Erkrankung zum Zeitpunkt der Diagnose oft schon weit fortgeschritten und sehr schwer oder, falls sie überhaupt behandelt werden kann, sehr teuer ist.

Mit ihrem Hintergrund in orthopädischer Chirurgie, biomedizinischer Technologie und Simulationstechniken hat ihr Team die Technik des 3D-Drucks personalisierter Implantate für selbst komplexeste Knochenkrebsfälle perfektioniert. Sie nutzen CT- und MRT-Bilddaten jedes Patienten, erstellen ein dreidimensionales Knochenmodell und entwerfen ein Implantat, das exakt auf die Anatomie des Patienten abgestimmt ist. Ein Patient mit Beckenknochenkrebs stand kurz vor dem Risiko einer dauerhaften Behinderung.

Das Ärzteteam erstellte Bildmaterial, simulierte die geschädigte Knochenstruktur und entwickelte ein Implantat, das den gesamten geschädigten Bereich ersetzen sollte. Die Operation, die Tumorentfernung, Rekonstruktion und dreidimensionale Implantatfixierung umfasste, verlief erfolgreich. Zwei Jahre nach dem Eingriff konnte der Patient wieder gehen, hatte eine gute motorische Erholung und wies keine nennenswerten Komplikationen auf.

Einem anderen Patienten musste aufgrund einer Krebserkrankung fast der gesamte Oberschenkelknochen amputiert werden. Vinmec hat den Oberschenkelknochen mithilfe eines 3D-gedruckten Modells vollständig rekonstruiert und so die Stützstruktur des Unterschenkels wiederhergestellt, was die langfristige Mobilität sichert. Fälle, bei denen Ärzte aufgrund der nicht rekonstruierbaren Anatomie nur den Kopf schütteln konnten, beweisen nun den großen Fortschritt der vietnamesischen Medizin.

Professor Tran Trung Dung erklärte gegenüber Reportern, dass der Erfolg dieser Technologie auf dem Modell der „Designwerkstatt vor Ort“ beruhe. Die 3D-Druckwerkstatt an der VinUni ermöglicht es Ingenieuren und Ärzten, direkt im Krankenhausumfeld zusammenzuarbeiten. Ärzte kennen sich mit Anatomie und Chirurgie aus, Ingenieure mit Materialien, Strukturen und Simulationen. Durch die Echtzeit-Koordination entstehen hochpräzise Implantate, die optimal für den jeweiligen Eingriff geeignet sind.

Diese interdisziplinäre Kombination bringt die vietnamesische Medizin näher an die weltweit führenden medizinischen Zentren heran. Noch wichtiger ist, dass sie Patienten hilft, ihre Körperstruktur wiederherzustellen, anstatt einen lebenslangen Verlust hinnehmen zu müssen.

Trotz des enormen Fortschritts steht der medizinische 3D-Druck weiterhin vor einer großen Hürde: den Kosten. In den USA und Europa kann der Preis für ein 3D-gedrucktes Implantat zur Knochenregeneration zwischen 30.000 und 60.000 US-Dollar liegen. Dies übersteigt das durchschnittliche Einkommen und die finanziellen Möglichkeiten der meisten Patienten, selbst mit privater Krankenversicherung. In Vietnam gestaltet sich die Einführung dieser Technologie noch schwieriger, da die Patienten dort fast vollständig auf Spenden angewiesen sind.

Quelle: https://cand.com.vn/y-te/khi-cong-nghe-mo-duong-cho-chan-doan-va-dieu-tri-benh-the-he-moi-i790045/