„Bio-Spleen“: Ein Durchbruch für die Behandlung von durch Blut übertragenen Krankheitserregern

Die Behandlung vieler durch Blut übertragbarer Krankheiten hat mit der kürzlichen Ankündigung eines Geräts, das das Blut von Krankheitserregern reinigen kann, einen Durchbruch erzielt. 

Wissenschaftler des Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering in Boston haben ein „extrakorporales Blutreinigungsgerät für die Sepsistherapie“ entwickelt. Laienhaft ausgedrückt handelt es sich bei dem Gerät um eine konstruierte Milz, die in Ermangelung einer normal funktionierenden in der Lage ist, Blut von Verunreinigungen wie E-Coli und anderen Vorläuferbakterien zu reinigen, die Krankheiten wie Ebola verursachen.

Durch Blut übertragene Infektionen sind notorisch schwer zu behandeln, und wenn die medizinische Intervention zu langsam erfolgt, können sie eine Sepsis verursachen, eine möglicherweise tödliche Immunantwort. In mehr als der Hälfte der Fälle können Ärzte nicht genau diagnostizieren, was die Sepsis überhaupt verursacht hat, was häufig dazu führt, dass sie Antibiotika verschreiben, die eine Vielzahl von Bakterien abtöten und manchmal unerwünschte Nebenwirkungen haben. Eine weitere wichtige Überlegung während dieses Behandlungsprozesses ist die Bildung von superresistenten Bakterien, die gegen eine Antibiotikabehandlung immun werden.

Wie diese Supermilz funktioniert

Vor diesem Hintergrund machten sich der Bioingenieur Donald Ingber und sein Team daran, eine künstliche Milz zu entwickeln, die in der Lage ist, Blut durch den Einsatz von Proteinen und Magneten zu filtern. Genauer gesagt verwendet das Gerät modifiziertes mannosebindendes Lektin (MBL), ein menschliches Protein, das an Zuckermoleküle auf der Oberfläche von über 90 Bakterien, Viren und Pilzen bindet, sowie an die Toxine, die von toten Bakterien freigesetzt werden, die Sepsis verursachen erster Platz.

Indem MBL zu magnetischen Nanoperlen hinzugefügt und Blut durch das Gerät geleitet wird, binden sich die Krankheitserreger im Blut an die Perlen. Ein Magnet zieht dann die Kügelchen und die darin enthaltenen Bakterien aus dem Blut, das nun sauber ist und dem Patienten wieder zugeführt werden kann.

Ingber und sein Team testeten das Gerät an infizierten Ratten, und nachdem sie festgestellt hatten, dass 89 % der infizierten Ratten am Ende der Behandlung noch am Leben waren, fragten sie sich, ob das Gerät die Blutmenge eines durchschnittlichen menschlichen Erwachsenen (etwa fünf Liter) bewältigen könne. Indem sie ähnlich infiziertes menschliches Blut mit 1 l/Stunde durch das Gerät leiteten, stellten sie fest, dass das Gerät die überwiegende Mehrheit der Krankheitserreger innerhalb von fünf Stunden entfernte.

Sobald der Großteil der Bakterien aus dem Blut des Patienten entfernt ist, kann sein Immunsystem mit den geschwächten Überresten umgehen. Ingber hofft, dass das Gerät in der Lage sein wird, größere Krankheiten wie HIV und Ebola zu behandeln, bei denen der Schlüssel zum Überleben und zur wirksamen Behandlung darin besteht, den pathogenen Spiegel im Blut des Patienten zu senken, bevor die Krankheit mit wirksamen Medikamenten bekämpft wird.