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EPFL: Eine revolutionäre Technik zur Beschleunigung der medizinischen Diagnose und der Medikamentenherstellung

Lausanne (ots)

Nanotechnologie in Medizin und Chemie
Wissenschaftler der Eidgenössischen Technischen Hochschule 
Lausanne haben eine revolutionäre Technik entwickelt, die zu höchst 
vielversprechenden Anwendungen in Medizin und Chemie führen könnten. 
Aufgrund ihrer Schnelligkeit dürfte diese neue Methode die Diagnose 
und die Herstellung von Medikamenten beträchtlich beschleunigen. Die 
Bedeutung dieser Entdeckung ist der deutschen Fachzeitschrift 
«Angewandte Chemie» nicht entgangen und wird dort auf dem Titelblatt 
gewürdigt.
«Dass eine Infektionskrankheit, die sich in einigen Stunden als 
tödlich herausstellen kann, in wenigen Minuten diagnostiziert wird, 
ist eine der künftigen Anwendungen dieser neuen Technik», gibt 
Dimitrios Stamou, Doktor am Laboratorium für die physische Chemie 
von Polymeren und Membranen, seiner Begeisterung über seine 
Entdeckung Ausdruck. Zur Erstellung einer Diagnose genügt ein 
einziger dem Kranken entnommener Blutstropfen zur Erkennung des 
Virustyps oder der Bakterie, welche die Krankheit auslöst. Die 
Krankheitsdiagnose kann ausgehend von einer äusserst schnellen 
Analyse der Wechselwirkungen zwischen diesem Blutstropfen und 
sämtlichen die Anwesenheit von Bakterien und Viren anzeigenden 
Molekülen vorgenommen werden.
Analyse der Wechselwirkungen zwischen verschiedenen Molekülen
Bislang verwendeten die Laboratorien und die 
Pharmazeutikunternehmen eine Methode, die auf der Sichtbarmachung 
einer möglichen Zusammenstellung verschiedener in einem flüssigen 
Medium auf einer Oberfläche abgelegter Molekülarten gründete – mit 
anderen Worten: auf einer zweidimensionalen Analyse. Die Neuheit der 
Methode besteht darin, dass durch den Einschluss der Moleküle in 
Nanovesikeln, d.h. in winzige dreidimensionale «Säckchen», nicht nur 
analysiert werden kann, ob sich die verschiedenen Moleküle 
untereinander verbinden, sondern es können auch die von diesen 
Verbindungen ausgelösten Reaktionen beobachtet werden. Zwei weitere 
Vorteile sind zu vermelden: Infolge der verschwindend kleinen 
Dimension dieser Inhalte ist für eine Analyse eine äusserst kleine 
Menge an Reagens (einer Substanz, die mit einem oder mehreren 
chemischen Stoffen reagieren kann) vonnöten. Darüber hinaus kann 
eine sehr beachtlichte Anzahl von Vesikeln gleichzeitig auf einer 
winzig kleinen Oberfläche getestet werden.
Testen biologischer und chemischer Moleküle
Das Experiment wurde in einem flüssigen Medium mit rund hundert 
Bläschen einer Grössenordnung von einem Millionstel Millimeter – mit 
Nanovesikel – durchgeführt. Die aus Lipiden, demselben Material wie 
die Zellmembrane zusammengesetzten «Säckchen» sind vollumfänglich 
kompatibel mit biologischen und chemischen Molekülen. Während des 
Experiments sind die fraglichen Moleküle also in verschwindend 
kleinen Mengen in den Nanovesikeln eingeschlossen. Gemäss einem 
bekannten Prozess, der «Selbstorganisation», verteilen sich die 
Vesikel selbst auf der dafür vorgesehenen winzig kleinen 
Glasoberfläche. Eines der zu analysierenden Moleküle wird dann in 
die Lösung injiziert, um in höchstens einigen Minuten zu testen, ob 
es sich mit den anderen in den Säckchen eingeschlossenen Molekülen 
verbindet oder nicht und wie die sich daraus ergebenden chemischen 
Reaktionen aussehen. Die äussert rasche Beobachtung der 
Wechselwirkungen zwischen Hunderten von Molekülen wird die 
Beschleunigung der Medikamentenherstellung auf bedeutsame Weise 
beschleunigen – dies um so mehr, als dass es in einigen Jahren 
möglich sein wird, diese Wechselwirkungen zwischen Millionen 
verschiedener Moleküle zu beobachten.
Ergänzende Informationen
Dimitrios Stamou, Doktor der physischen Chemie: 021 693 31 46
Horst Vogel, Professor für die physische Chemie von Polymeren und 
Membranen: 021 693 31 55
Artikel der Zeitschrift Angewandte Chemie «High-density libraries of 
attoliter molecular vessels », Dimitrios Stamou, Claus Duschl, 
Emmanuel Delamarch, Horst Vogel

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