Science Fiction trifft Realität
Wir stellen unsere Favoriten vor und erklären, welche Bedeutung sie für die Medizin weltweit haben.
1. Gedankengesteuerte Prothesen mit haptischem Feedback
Vor ein paar Jahren war die Vorstellung, dass Prothesen durch Gedanken gesteuert werden könnten, noch Gegenstand von Science-Fiction-Filmen. Seitdem hat die Wissenschaft auf dem Gebiet der Neurotechnologie wichtige Meilensteine erreicht:
Bereits heute sind (hochpreisige) Prothesen auf dem Markt, die Patienten mit den Gedanken steuern können. Dazu wird die Prothese mit dem motorischen Kortex im Gehirn des Patienten verbunden (Applied Physics Laboratory (APL), Johns Hopkins University)
Bisher waren Prothesen jedoch ‚taub‘, sie konnten kein haptisches Feedback geben. Soll eine Prothese wie ein normaler Körperteil genutzt werden ist haptisches Feedback jedoch essentiell: Es gibt beispielsweise Auskunft darüber, wie fest die Prothese einer Hand um ein Objekt geschlossen ist.
Inzwischen ist es Wissenschaftlern der John Hopkins University gelungen, eine Prothese zu entwickeln, die solch haptisches Feedback gibt: Ihre Hand-Prothese verfügt über hochentwickelte Sensoren, die erkennen, wenn Druck auf einen der Finger der Hand ausgeübt wird. Dieser wird in elektrische Signale umgewandelt. In den Studien konnte die Versuchsperson in nahezu 100 % aller Fälle den Finger nennen, der stimuliert wurde und beschrieb das Gefühl als nahezu identisch mit dem einer normalen Hand.
2. Schnellere Aufnahme in klinische Studien für Krebspatienten durch genetisches Profiling
Um an klinischen Studien teilzunehmen, muss ein Patient einige Hürden überwinden. Zunächst wird geprüft, ob er für die Teilnahme in Frage kommt. Wird er zugelassen, muss der Proband zum jeweiligen Institut reisen. Dieser Prozess kann mehrere Monate in Anspruch nehmen – Zeit, die gerade Patienten mit einer Krebserkrankung nicht haben. Der Aufwand und die Komplexität klinischer Studien hat zur Folge, dass daran nur 2-3 % der Krebserkrankten überhaupt teilnehmen.
Meilensteine in der personalisierten Medizin und genbasierten Behandlungsmethoden verlangen nach einer neuen Art zielgerichteter Studien.
Novartis hat mit dem Signature Clinical Trial Programm eine neue Form klinischer Studien ins Leben gerufen. Der Vorteil dieser adaptiven Studien ist ihr iteratives Vorgehen: die Forscher können die Richtung der klinischen Studie an frühe Ergebnisse anpassen und müssen nicht jedes Mal von vorne beginnen.
Für Pharmaunternehmen versprechen solche kleineren Studien schnellere und umfassendere Erkenntnisse als große, randomisierte Studien.
Auch die Probanden profitieren von diesem schnelleren Prozess: Weist ein Patient die genetischen Marker auf, die das Medikament ansprechen soll, schickt Novartis das Präparat direkt zur Praxis des behandelnden Onkologen. Ein Patient erhält so innerhalb von 2-3 Wochen die Testsubstanz.
Bei über 500 onkologischen Wirkstoffen in der Entwicklung sind ‚Targeted Trials‘ die klinischen Studien der Zukunft.
3. Sauberes Trinkwasser dank neuartiger Filtertechnologie
Auf den ersten Blick handelt es sich hier gar nicht um eine medizinische Innovation. Sauberes Trinkwasser ist jedoch so entscheidend für die Gesundheit weltweit, dass dieses Thema auch auf der Liste der Cleveland Klinik nicht fehlen darf.
In den Entwicklungsländern verursacht schmutziges Trinkwasser 80 % aller Krankheiten und zählt damit zu den häufigsten Krankheitsursachen weltweit. 750 Millionen Menschen fehlt der Zugang zu sauberem Trinkwasser. Dieser Zustand kostet jedes Jahr 2 Millionen Menschen das Leben. In den meisten Fällen sind es Kinder unter 5 Jahren.
Es gibt verschiedene Ansätze, um Individuen sauberes Trinkwasser zugänglich zu machen, zum Beispiel der Life Straw: Diese Filtertechnologie filtert fast alle Bakterien aus verschmutztem Wasser heraus.
Der Ansatz im Video geht jedoch einen Schritt weiter: Die Anlage kann bis zu 100.000 Menschen mit sauberem Trinkwasser versorgen und produziert die dazu benötigte Energie selbst.
Das ist möglich, indem die Anlage sich ein anderes Problem armer Regionen zunutze macht: die oftmals unzureichende Müllentsorgung. Die Wasserfilter-Anlage verkocht Klärschlamm und Abwasser, um aus dem Wasserdampf sauberes Trinkwasser zu gewinnen. Der zurückbleibende feste Rest wird verbrannt und erzeugt so die für den Betrieb der Anlage benötigte Energie.
Der erste Prototyp dieser Anlage steht im Senegal in Dakar. Kostenpunkt: 1,5 Millionen Dollar. Die Anlage soll an lokale Unternehmer verkauft werden und könnte so zusätzlich die Wirtschaft ankurbeln. Diese innovative Methode sauberes Trinkwasser herzustellen hat die Chance, einen dramatischen Einfluss auf die Gesundheit der Menschen vor Ort zu haben.
Weitere medizinische Innovationen im Überblick
Welche weiteren medizinischen Trends sieht die Cleveland Klinik für das Jahr 2016?
- Impfstoffe für Ebola und Meningokokken B: Vor zwei Jahren kam es zu einem Ausbruch von Ebola. Weil es keinen geeigneten Impfstoff gab, starben 11.000 Menschen. Für Ebola und andere gefährliche Krankheiten wie Meningokokken B wird mit Hochdruck an einem Impfstoff gearbeitet. Die Cleveland Klinik erwartet, dass noch 2016 Impfstoffe verfügbar werden:
- Analyse von Protein-Biomarkern für die Krebsfrüherkennung: Um bestimmte Krebszellen zu identifizieren, haben Ärzte bislang die Konzentration eines Proteins in Blut und Urin gemessen. Weder Sensitivität noch Spezifizität dieser Methoden sind jedoch zufriedenstellend. 2016 kommt eine neue Methode auf den Markt, die strukturelle Veränderungen in den Isoformen von Protein-Biomarkern messen kann. So lässt sich unterscheiden, welche Proteine von gesunden und welche von Krebszellen stammen. Diese Methode ist präzise und kostensparend und stellt damit einen echten Fortschritt in der Krebsfrüherkennung dar.
- Methoden zum schnellen Eingreifen bei Schlaganfall: Bei einem Schlaganfall ist es überlebensnotwendig, dass die verstopften Gefäße schnell befreit werden. Das Medikament tPA ist in weniger als 33 % der Fälle erfolgreich. Seit einiger Zeit arbeiten Ingenieure an einem Neurovaskulären-Stent-Retriever, der in die Blutgefäße eingeführt wird und die Blockade beseitigt. Dieser Prozess verspricht für die Patienten eine erhöhte Überlebenschance und schnellere Genesung und war in Studien so erfolgreich, dass diese aus ethischen Gründen sogar abgebrochen wurden.
- Veränderung von Genen gegen genetische Krankheiten Seit Jahren versuchen Wissenschaftler genetische Strukturen zu verändern. Sie wollen unter anderem eine Welt ohne genetische Krankheiten schaffen. Eine neue Methode genannt CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats), ist in der Forschung bereits weit verbreitet und verspricht Durchbrüche, es wurden jedoch noch keine therapeutischen Erfahrungen gesammelt. Die Kosten für dieses Verfahren liegen bei gerade einmal 30 $. Die erste Studie an Patienten soll jetzt im August beginnen. im Cleveland Klinik erwartet die ersten klinischen Studien noch in diesem Jahr.
Welche Trends und Innovationen sehen Sie in den nächsten Jahren in der Medizin? Teilen Sie Ihr Wissen im Kommentarbereich.
