Wegweisende Schaumtherapie gibt Lungenpatienten Hoffnung
Beim Acute Respiratory Distress Syndrome (ARDS) bzw. Akutem Lungenversagen handelt es sich um eine entzündliche Lungenkrankheit, welche als Hauptursache für Todesfälle in Zusammenhang mit COVID-19 gilt. Bei dieser rasant fortschreitenden Erkrankung wird unter anderem die innere Flüssigkeitsschicht der Lunge abgebaut, die für die Ausdehnung der Lunge notwendig ist. Diese Problematik wird durch das Coronavirus verschärft. „Dagegen gibt es aktuell keine wirksame Behandlung“, so Josué Sznitman, Koordinator des EU-finanzierten Projekts LIFT und außerordentlicher Professor für Biomedizintechnik am Technion, dem israelischen Institut für Technologie. „Die Patientinnen und Patienten werden mechanisch mit Sauerstoff beatmet, in der Hoffnung, dass sich ihre Lunge selbst heilt. 40 % der von akutem Lungenversagen betroffenen Personen sterben jedoch voraussichtlich.“
Bessere Arzneimittelabgabe
Eine wesentliche Herausforderung bei der Behandlung dieser Erkrankung ist eine gezielte Arzneimittelabgabe an die Lunge. Gängige Geräte wie Vernebler können die Medikamente nicht wirksam an die Lunge abgeben, da nur kleine Partikel inhaliert werden können. Daher bleibt die Dosis niedrig. Bei einer direkten Instillation von Flüssigkeiten in die Lunge werden die Arzneimittel schlecht verteilt, da sie durch die Schwerkraft nach unten ablaufen. Im Rahmen des Projekts LIFT sollte diese Problematik durch die Entwicklung einer einzigartigen Schaumformel und eines entsprechenden Verabreichungssystems zur Behandlung von akutem Lungenversagen und ggf. auch anderer Lungenkrankheiten behoben werden. „Dabei wollten wir zeigen, dass sich die Verabreichung unserer oberflächenaktiven Substanz, die die innere Flüssigkeitsschicht der Lunge ersetzen soll, als wirksame Behandlungsmethode erweisen könnte“, sagt Sznitman. „Wir wollten demonstrieren, dass unser Schaum Flüssigkeiten überlegen ist, die in vorhergehenden klinischen Studien keinen Erfolg zeigten.“ Anhand von Ratten- und Schweinemodellen wollte das Projektteam die Wirksamkeit der Technologie veranschaulichen, die mittlerweile zum Patent angemeldet wurde. Es wurde ein funktionsfähiger Prototyp des Arzneimittelverabreichungsgeräts für die Flüssigschaumtherapie errichtet. Darüber hinaus wurden präklinische Tests durchgeführt, bei denen zunächst Ratten zum Einsatz kamen. Nachdem dabei erfolgversprechende Ergebnisse erzielt werden konnten, verwendete das Team anschließend Lungen von Schweinen. „Mit den Schweinelungen wollten wir feststellen, ob die Behandlung und das Gerät eine homogene Arzneimittelverteilung in einer größeren, menschenähnlichen Lunge erreichen können“, erklärt Sznitman.
Neue Lungentherapien
Das Projektteam konnte aufzeigen, wie sich der Schaum so abgeben lässt, dass er die innere Lunge überzieht. Dadurch öffnet sich die Tür zu einer neuen Ära von Behandlungen gegen akutes Lungenversagen und andere Lungenkrankheiten. Da die im Rahmen des LIFT-Projekts durchgeführten Tierversuche erfolgreich waren, konnte das Team mit vorklinischen Studien an großen Tieren beginnen. Durch diese wird das Team hoffentlich klinische Studien aufnehmen können, um letztendlich echte Patientinnen und Patienten zu behandeln und ihr Leben zu retten. „Auf lange Sicht möchten wir, dass unsere Methode der Goldstandard zur Behandlung von akutem Lungenversagen wird“, sagt Sznitman. Das Projektteam möchte die Nutzung der Technologie außerdem ausweiten und so andere Therapien ermöglichen. „Zum Beispiel prüfen wir, ob große Dosen von Steroiden zur Behandlung von akutem Lungenversagen auch bei COVID-19-Betroffenen mit einem schweren Verlauf abgegeben werden könnten“, merkt Sznitman an. „Die Ergebnisse des LIFT-Projekts könnten weit über die Behandlung akuten Lungenversagen hinausgehen“, erläutert Sznitman. „Die Technologie zur Arzneimittelverabreichung könnte auch bei anderen Lungentherapien eingesetzt werden, zum Beispiel, um Stammzellen direkt an die Lunge abzugeben und so unter anderem die chronisch obstruktive Lungenerkrankung (COPD) zu behandeln.“ Damit das gesamte Potenzial auch realisiert werden kann, wurde ein Start-up-Unternehmen namens Neshima Medical gegründet. Auf diese Weise sollen die lebensrettenden Therapien für Lungenkrankheiten so schnell und sicher wie möglich auf den Markt gebracht werden. „Wir möchten den klinischen Prototyp für unser Verabreichungsgerät bis Ende 2020 fertigstellen und anschließend die klinischen Studien vorbereiten“, so Sznitman weiter. „Wir sind zuversichtlich, dass wir eine bahnbrechende pulmonale Vorrichtung zur Arzneimittelabgabe auf den Markt bringen werden, die bei zahlreichen Lungenerkrankungen eingesetzt werden kann.“
Schlüsselbegriffe
LIFT, ARDS, akutes Lungenversagen, COVID-19, Coronavirus, Lunge, oberflächenaktive Substanz, pulmonal, Arzneimittel, Erkrankungen
