„Nanoschwamm“-Technologie kann zur Vorbeugung und Behandlung von COVID-19 beitragen

Obwohl es noch keine spezifische Behandlung für COVID-19 gibt, arbeitet ein Forscherteam der University of California San Diego daran, dies zu ändern. Die Forscher haben eine Behandlung entwickelt, bei der „Nanoschwämme“ eingesetzt werden, um SARS-CoV-2, das Virus, das COVID-19 verursacht, gezielt zu neutralisieren.

Eine Zusammenfassung der Arbeit des Teams wurde im Juni in der Zeitschrift Nano Letters veröffentlicht und deutet darauf hin, dass die Technologie das Potenzial hat, ein wichtiges Instrument im Kampf gegen COVID-19 zu 

„Zelluläre Nanoschwämme haben sich als sehr vielversprechend erwiesen, wenn es darum geht, die Infektiosität von SARS-CoV-2 zu hemmen und Wirtszellen zu schützen“, sagt Liangfang Zhang, PhD , außerordentlicher Professor für Nanoengineering an der University of California San Diego, der das Team leitet, das die zellulären Nanoschwämme entwickelt hat, gegenüber Health Life Guide.

Zhang und sein Team arbeiten seit fast einem Jahrzehnt an der Nanoschwamm-Technologie. Als die globale Pandemie jedoch begann, erkannte Zhang, dass seine Nanoschwämme das Potenzial hatten, im Kampf gegen COVID-19 zu helfen.

Bisher wurden diese Nanoschwämme nur in Zellkulturen, also einer kontrollierten, künstlichen Umgebung, getestet. Doch Zhang sagt, der „unmittelbar nächste Schritt“ seines Teams bestehe darin, diese Nanoschwämme an Tiermodellen zu testen.

Wie funktionieren Nanoschwämme?

Bei den Nanoschwämmen handelt es sich um Nanopartikel (d. h. ultrafeine Partikel), die in die Membranen menschlicher Lungenzellen und Immunzellen eingebettet sind. Sie können SARS-CoV-2 anlocken und neutralisieren und dazu führen, dass das Virus seine Fähigkeit verliert, menschliche Zellen zu kapern und sich zu vermehren.

Dies unterscheidet sich von anderen antiviralen Medikamenten, die versuchen, Angriffsziele innerhalb eines Krankheitserregers zu finden. Nanoschwämme  erzeugen im Wesentlichen Lockvögel, um SARS-CoV-2 anzulocken und das Virus dann loszuwerden.

Zhang sagt, dass Nanoschwämme sowohl als Behandlung nach einer Infektion mit COVID-19 als auch als vorbeugende Behandlung eingesetzt werden könnten, da die Nanoschwämme für eine gewisse Zeit in der Lunge verbleiben können.

Wie werden Nanoschwämme verabreicht?

Die Nanoschwamm-Technologie steckt noch in den Kinderschuhen und es gibt noch viel zu testen, was Zhang und sein Team noch tun müssen. Zhang sagt jedoch, dass es einige Möglichkeiten gibt, wie Nanoschwämme an Patienten verabreicht werden können.

Eine Möglichkeit besteht darin, die Schwämme direkt in die Lunge von intubierten Menschen zu verabreichen. Eine andere Möglichkeit ist die Verabreichung über einen Inhalator, ähnlich wie Asthmatiker Medikamente einnehmen. Die Nanoschwämme könnten laut Zhang sogar intravenös verabreicht werden.

Nach der Verabreichung können sie die Lunge mit einer Billion oder mehr Nanoschwämmen überfluten, die SARS-CoV-2 von gesunden Zellen wegziehen. Und sobald sich das Virus an einen Nanoschwamm bindet, ist es nicht mehr infektiös. Es wird von gesunden Immunzellen angegriffen und verdaut, erklärt Zhang.

Wann werden Nanoschwämme der Öffentlichkeit zugänglich sein?

Die Forschung an dieser Technologie ist noch nicht abgeschlossen. Der nächste Schritt sind Tierversuche. Wenn diese erfolgreich verlaufen, planen Zhang und sein Team, die Nanoschwämme in klinischen Studien an Menschen zu testen.

„Das wird mindestens ein Jahr dauern, vielleicht auch länger“, sagt er und betont, dass die Entwicklung und Erprobung neuer Technologien Zeit braucht. „Wir leisten die wichtige Arbeit, die notwendig ist, um festzustellen, ob diese zellulären Nanoschwämme bereit sind, den Sprung vom Forschungslabor ins Krankenhaus zu wagen.“

Es ist wichtig zu beachten, dass die Nanoschwamm-Technologie für COVID-19 noch in den Kinderschuhen steckt und noch viele weitere Aspekte ausgearbeitet werden müssen.

„Das Konzept ist interessant, aber die Daten sind sehr vorläufig und es muss an Menschen getestet werden“, sagt Richard Watkins, MD , ein Arzt für Infektionskrankheiten in Akron, Ohio und außerordentlicher Professor für Innere Medizin an der Northeast Ohio Medical University, der nicht an der Nanoschwamm-Technologie arbeitet, gegenüber Health Life Guide.

Watkins äußerte Bedenken, dass die Schwämme eine Immunreaktion in der menschlichen Lunge auslösen könnten, was bei Menschen mit COVID-19 noch mehr gesundheitliche Probleme verursachen könnte. „Das ist eines der letzten Dinge, die eine Person, die mit COVID-19 kämpft, brauchen würde“, sagt Watkins.

Was können Nanoschwämme sonst noch behandeln?

Zhang räumt ein, dass seine Technologie, wenn sie einmal vollständig entwickelt ist, für die Bekämpfung von COVID-19 möglicherweise nicht einmal mehr benötigt wird.

„Niemand weiß, was die Welt in einem Jahr in Bezug auf COVID-19 brauchen wird“, sagt er.

Er ist zuversichtlich, dass seine Technologie auch bei anderen Viren und Krankheiten eingesetzt werden könnte, darunter HIV, Sepsis, rheumatoide Arthritis, bakterielle Lungenentzündung und antibiotikaresistente Infektionen.

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