Forscher benutzen mit 3D-Druck modifizierte Spermien zur Behandlung von Gebärmutterhalskrebs

Forscher am Institut für Integrative Nanowissenschaften in Dresden benutzen mit 3D-Druck modifizierte Spermazellen, um gynäkologische Krankheiten wie Gebärmutterhalskrebs zu behandeln. Die Spermien dienen als Carrier, die Medikamente durch das weibliche Fortpflanzungssystem zu ihrem Zielort –der Krebszelle- transportieren.

Gynäkologische Krankheiten wie Gebärmutterhals-, Eierstock-und Eileiterkrebs gelten als besonders schwer behandelbar. Aufgrund der vaginalen Umweltbedingungen erweist es sich als außerordentlich anspruchsvoll, Medikamente an den Zielort zu transportieren. Es wird stätig an einem Liefersystem geforscht, das in der Lage ist, in der vaginalen Umgebung zu navigieren, doch jetzt gelang Forscher am Institut für Integrative Nanowissenschaften Dresden, in Zusammenarbeit mit einem Team der Technischen Universität Chemnitz ein möglicher Durchbruch.

Die Wissenschaftler kombinieren Spermien mit 3D-Druck, um Carrier für Anti-Krebs-Medikamente zu schaffen. Die Forschung wurde unter Verwendung von Rindersperma-Zellen und einem Chemotherapie-Medikament namens Doxorubicin durchgeführt. Mithilfe von einer spezialisierten 3D-Druck Technik werden die Samenzellen modifiziert, damit sie Krebs-Bereiche anvisieren und das Medikament am Zielort freisetzen. Bekannt als Nanolithographie, erlaubt die Technik die Herstellung von komplexen Polymerstrukturen im Nanometerbereich. Um die Spermien zu „lenken“ wird ein Mikroröhrchen, bestehend aus vier Armen oder einem Tetrapod, 3D-gedruckt und an die Spermazellen angepasst. Danach wird dieses Röhrchen mit einer Schicht aus Eisen und einer Schicht aus Titan bedeckt, die den “Mikromotor” vervollständigt.

Aufgrund der metallischen Beschichtung des Mikromotors wird die Navigation des Spermas unter Verwendung von Magnetfeldern ermöglicht. Sobald der Carrier die Zielzelle erreicht hat, dehnt sich das Mikroröhrchen durch den Aufprall aus und setzt eine Dosis an Medikamenten frei. Erste Tests haben sich als erfolgreich erwiesen, jedoch wurde die neue Technik bisher nur in einer Petrischale im Labor getestet.

“Obwohl es immer noch einige Herausforderungen gibt, die überwunden werden sollen, bevor dieses System in in vivo-Umgebungen angewendet werden kann (zB Bildgebung, biologischer Abbau des synthetischen Teils, mehrfache Spermien tragen und liefern und verbesserte Kontrolle der Spermienfreisetzung), können Sperma-Hybridsysteme in der in situ Krebsdiagnose und -behandlung in der nahen Zukunft angewendet werden. “,kommentieren die Forscher.

Die Ergebnisse dieser Studie wurden auf arXiv.org veröffentlicht. Es ist erstaunlich wie 3D-Druck die medizinische Forschung vorantreibt und dadurch neue Methoden zur Behandlung von bisher tödlichen Krankheiten bietet.