Bahnbrechendes LED-Implantat bringt Hoffnung für schwer erreichbare Krebsbehandlungen tief im Körper

BerlinWissenschaftler und Ingenieure der Universität Notre Dame haben ein neues kabelloses LED-Gerät entwickelt, um tief liegende Krebserkrankungen zu behandeln. Dieses implantierbare Gerät, das in Kombination mit einem lichtempfindlichen Farbstoff verwendet wird, kann Krebszellen abtöten und das Immunsystem dazu anregen, den Krebs zu bekämpfen. Ihre Ergebnisse wurden in der Zeitschrift Photodiagnosis and Photodynamic Therapy veröffentlicht.

Schlüsselfunktionen des neuen Geräts:

• So klein wie ein Reiskorn
• Kann direkt in einen Tumor implantiert werden
• Fernaktivierung über eine externe Antenne
• Überwacht und passt die Behandlung an

Bestimmte Lichttypen können Krebs nahe der Haut behandeln, doch Tumore tief im Körper waren aufgrund von Gewebe, Blut und Knochen bisher schwer zugänglich. Ein Team der Universität Notre Dame hat nun ein neues Gerät entwickelt, das dieses Problem löst: Ein kabelloses LED, das tief im Körper implantiert werden kann.

Thomas O'Sullivan, Professor für Elektrotechnik, erklärte, dass unterschiedliche Lichtfarben verschieden tief in Gewebe eindringen. Grünes Licht, das normalerweise nicht tief reicht, hat sich in Kombination mit einem speziellen Farbstoff bei der Behandlung von Krebszellen als effektiv erwiesen.

Zu Beginn der Behandlung wird den Krebszellen ein spezieller Farbstoff verabreicht. Wenn das LED-Gerät aktiviert wird, wandelt der Farbstoff das Licht in Energie um. Durch diese Energie wird der Sauerstoff in den Zellen schädlich, was letztendlich die Krebszellen abtötet.

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Forscher Bradley Smith berichtete, dass die Biochemiestudentin Hailey Sanders und der Elektrotechnikstudent SungHoon Rho herausgefunden haben, dass behandelte Zellen anschwollen. Dies deutet auf Pyroptose hin, eine Form des Zelltods, die das Immunsystem effektiver aktiviert.

„Unser Ziel ist es, einen geringen Umfang an Zelltod hervorzurufen“, erklärte Smith, „damit das Immunsystem beginnt, den Krebs anzugreifen.“

In zukünftigen Studien werden Wissenschaftler das Gerät an Mäusen testen, um herauszufinden, ob das Immunsystem nach der Behandlung des ersten Tumors weitere Krebsgeschwülste erkennen und zerstören kann. Dies könnte dem Körper helfen, Krebs im gesamten Körper zu bekämpfen.

Dieses Forschungsprojekt ist eines von vier, die durch die ersten STIR-Stipendien finanziert werden, welche 2023 von der Naturwissenschaftlichen und der Ingenieurwissenschaftlichen Fakultät der Universität Notre Dame ins Leben gerufen wurden. Diese Stipendien fördern Forschungsprojekte in den Bereichen menschliche Gesundheit, Umwelt und Informationstechnologien.

Dieses LED-Gerät wurde entwickelt, um die Behandlung zu ermöglichen und gleichzeitig die Reaktion des Tumors zu überwachen. Dadurch können in Echtzeit Anpassungen an der Signalstärke und der Behandlungszeit vorgenommen werden.