Betrachten Sie die Langlebigkeit in der Medizin als ein parteiübergreifendes Thema und glauben Sie daher, dass dies so bleiben kann?(…)
(…) Ja, trotz des Gegensatzes zwischen der Gesetzgebung zur Gesundheitsversorgung und der Krankenversicherung im Allgemeinen, die, wie ich sagen würde, tendenziell eine politisch neutrale Angelegenheit ist. Niemand ist vor dem Altern und der Zunahme chronischer Krankheiten gefeit, daher wirken sich diese Fragen auf jeden aus, es gibt hier eine gewisse Ordnung der Gerechtigkeit und manchmal auch eine unwillkommene Gerechtigkeit.
Es gibt eine breite Unterstützung für Fortschritte in diesem Bereich. Die Umfragen, die Sie Anfang dieses Jahres durchgeführt haben, zeigen das. Ich glaube, 73 % der Befragten sind der Meinung, dass die menschliche Lebenserwartung weiter steigen sollte, wenn Fortschritte in Medizin und Technik dies zulassen. Eine große Mehrheit befürwortet auch die Erforschung der Ursachen der Zellalterung, um chronische Krankheiten besser behandeln zu können.
Paul Tonko, Kongressabgeordneter des 20. Bezirks von New York , A4LI Policy Discussion, 29 Juni 2022.
Thema des Monats: Nanomedizin in der Alterung
Unter Nanowissenschaft und Nanotechnologie (NST) versteht man alle Untersuchungen und Verfahren zur Herstellung und Manipulation von physikalischen, chemischen oder biologischen Strukturen, Materialgeräten und Systemen im Nanomaßstab.
Die Nationale Nanotechnologie-Initiative definiert sie als die Manipulation von Materie mit mindestens einer Dimension zwischen 1 und 100 Nanometern.
Nanomedizin
Nanomedizin ist die Anwendung der Nanotechnologie im Bereich der Medizin. Der Begriff wurde erstmals 1999 von dem amerikanischen Wissenschaftler Robert A. Freitas Jr. in seinem Buch Nanomedicine: basic capabilities erwähnt.
Obwohl sich die Nanomedizin noch im Anfangsstadium befindet, gibt es bereits einige Anwendungen in der medizinischen Praxis, darunter: Biosensoren, Medikamente, Diagnoseinstrumente, Gentherapie, Entwicklung von Nanokapseln zur Unterstützung der Krebsbehandlung und Nanoroboter…
Anwendungen und Nutzen der Nanomedizin im medizinischen Bereich und in der Alternsforschung
1. Nano-Biosensoren
Unser Körper ist eine Summe von biologischen und biochemischen Prozessen. Der Alterungsprozess besteht aus einer Verschlechterung und Unpaarigkeit dieser Mechanismen. Allerdings ist es schwierig, biologische Daten als elektrisches Signal zu analysieren.
Jüngste Fortschritte in der Bioproduktionstechnologie könnten es den Sensoren ermöglichen, die erforderliche hohe räumliche Empfindlichkeit zu erreichen und uns der Realisierung von Geräten mit einem solchen Potenzial näher bringen, was der medizinischen Diagnose wirklich zugute käme. Daher könnten Nanobiosensoren eine solche Kapazität erreichen.
Ein Biosensor ist ein Analysegerät, das ein biologisch aktives Element mit einem geeigneten physikalischen Wandler verbindet, um ein messbares Signal zu erzeugen, das proportional zur Konzentration einer chemischen Substanz in einer beliebigen Probe ist. Ein solches Gerät ist idealerweise zu einer kontinuierlichen und reversiblen Reaktion fähig und sollte für die verwendete Probe nicht schädlich sein. Der Begriff „Nanosensor“ bezieht sich auf ein System, in dem mindestens eine der Nanostrukturen zum Nachweis von Gasen, Chemikalien, biologischen Stoffen, elektrischen Feldern, Licht, Wärme usw. verwendet wird. Nanobiosensoren sind Sensoren, bei denen die Detektoren biologische Elemente sind.
Nanobiosensoren sind Geräte zum Nachweis eines bestimmten biologischen Analyten durch Umwandlung einer biologischen Einheit (Protein, DNA, RNA) in ein elektrisches Signal, das nachgewiesen und analysiert werden kann.
Nanobiosensoren können als hochentwickelte Labormaschinen betrachtet werden, die in der Lage sind, komplexe biologische Wechselwirkungen schnell, genau und bequem zu messen.
Ihr Potenzial wurde für die rasche Erkennung von Autoimmunkrankheiten genutzt, was irreversible Gewebeschäden erheblich verhindern und die Lebensqualität dieser Patienten verbessern könnte. Bekanntlich ist auch die Biologie der zellulären Seneszenz eines der wichtigsten Themen in der Alternsforschung. Der Einsatz von Biosensoren zur Messung und Überwachung einzelner lebender Zellen könnte deren Untersuchung vereinfachen und für die Erforschung der zellulären Seneszenz von Nutzen sein.
Weitere Merkmale von Biosensoren sind, dass sie in der Lage sind, mehrere Analyten in einer einzigen Probe zu unterscheiden und Analyten in Lösung bei sehr niedrigen Konzentrationen nachzuweisen.
Eine weitere Anwendung von Biosensoren auf molekularer Ebene sind die DNA-Nanobiosensoren, die leistungsstarke Instrumente für die schnelle und empfindliche Bestimmung von Krankheitserregern, Krankheiten, genetischen Störungen, Arzneimittel-Screening und andere In-vitro-Diagnose-Anwendungen darstellen. Sie ermöglichen eine frühzeitige Diagnose, noch vor dem Auftreten klinischer Symptome.
2. Nanotechnologie und Gentherapie in der Alternsforschung
Verschiedene Anti-Aging-Studien an Modellen zeigen, dass die Gentherapie bei der Verlängerung der Lebensspanne eines Organismus nützlich ist. Verschiedene genetische Eingriffe, darunter Mutation, Knock-out und Überexpression, verlängern nachweislich die Lebensspanne einiger Tiere.
Doch nun zur Gentherapie beim Menschen und dem Einfluss der Nanotechnologie darauf und wie sie der Alternsforschung zugute kommen kann.
Die Gentherapie besteht in der genetischen Veränderung von Genen zu therapeutischen Zwecken. Ursprünglich war die Gentherapie dazu gedacht, ein pathogenes Gen bei monogenen Krankheiten zu ersetzen, d. h. bei Krankheiten, die auf die Fehlfunktion eines einzigen Gens zurückzuführen sind. Sie bestand darin, den Zellen ein gesundes Gen zuzuführen, das in der Lage war, das kranke Gen zu ersetzen. Mit den neuen Fortschritten sind weitere Anwendungen hinzugekommen, wie die Inaktivierung oder Eliminierung oder Reparatur eines pathogenen Gens, das nicht richtig funktioniert. Sie kann direkt im menschlichen Körper (in vivo) durchgeführt werden, oder die Zellen können in einem Labor genetisch verändert und dann dem Patienten wieder injiziert werden (ex vivo).
Es gibt eine Vielzahl von Gentherapieprodukten, darunter: Plasmid-DNA; virale Vektoren; bakterielle Vektoren; Genom-Editing-Technologie; vom Patienten stammende zelluläre Gentherapieprodukte.
Die Nanotechnologie hat die Gentherapie durch die Entwicklung von Nanopartikeln als Gentherapieträger vorangebracht. Nanopartikel aus künstlichen Polymeren, Proteinen, Polysacchariden und Lipiden wurden für die Verabreichung von therapeutischen Desoxyribonukleinsäure- (DNA) oder Ribonukleinsäuresequenzen (RNA) entwickelt, um Krebs zu bekämpfen.
Grundsätzlich wurden biologisch abbaubare Nanopartikel als Kapsel verwendet, um Gene in Krebszellen einzuschleusen. Selbst mit diesen Nanopartikeln bleibt die Verlagerung der DNA von der Zytoplasmamembran der Zellen in den Zellkern eines der größten Hindernisse für die Gentherapie. Die Verwendung von Nanopartikeln als Gentherapievektoren ist jedoch eine der wichtigsten Technologien in der biomedizinischen Forschung, da sie leicht und einfach synthetisiert und mit verschiedenen Komponenten funktionalisiert werden können und eine geringe Immunogenität und Toxizität aufweisen. Ihr Erfolg bei der Krebsbehandlung ist bekannt. Sie sollten weiterentwickelt und in der Alternsforschung eingesetzt werden.
3. Nanokapseln in der Krebsbehandlung
Wie bereits erwähnt, ist der Einsatz von Nanopartikeln für die Gentherapie von entscheidender Bedeutung, und noch nützlicher für die Gentherapie von Krebszellen. In der Nanotechnologie werden Nanopartikel nicht nur zur Veränderung von Genen in Krebszellen eingesetzt, sondern auch zur Verabreichung von Medikamenten an Krebszellen.
Technisch gesehen sind die Nanopartikel mit Nanoträgern ausgestattet, die die ultrafeinen Partikel zu den Tumorzellen leiten. Die Nanopartikel, die auf die Tumorzellen abzielen, werden nur von diesen aufgenommen, wo sie ihre medizinische Wirkung entfalten, um sie zu beseitigen. Aufgrund der im vorigen Absatz erwähnten Qualität sind Nanopartikel für die Zellen tatsächlich von Vorteil, da sie genau auf eine bestimmte Zelle einwirken, ohne das umliegende Gewebe zu schädigen. Tatsächlich hat die FDA die Verwendung von gentherapeutischen und zelltherapeutischen Arzneimitteln bei der Behandlung bestimmter Krebsarten genehmigt.
4. Nanobots
Ein Nanoroboter oder Nanobot ist ein Roboter, dessen Komponenten im Nanometerbereich liegen (10-9 Meter). Im Allgemeinen liegt die Größe von Nanorobotern zwischen 1 und 100 nm. Nanoroboter können in der Medizin sehr aktiv für die Vorabdiagnose und die gezielte Verabreichung von Medikamenten bei Krebs, in der Chirurgie, der Pharmakokinetik, der Überwachung von Diabetes und der biomedizinischen Instrumentierung eingesetzt werden.
Eine weitere nützliche Anwendung von Nanorobotern ist die Zusammenarbeit mit weißen Blutkörperchen und Entzündungszellen bei der Reparatur von Gewebe nach einer Gewebeverletzung.
Einige andere Funktionen von Nanorobotern sind:
- Nachweis von Bakterien
- Krebserkennung
- Bestimmung der Wirksamkeit des Medikaments
- Aufspüren bestimmter Chemikalien
- Krebsbekämpfende Medikamente liefern
- Blockierte Blutgefäße reinigen
- Dienen als Antikörper
- Umweltverschmutzung beseitigen
Die präzise Verabreichung von Medikamenten und die geringen Nebenwirkungen sind einige der Vorteile von Nanorobotern. Die hohen Produktionskosten sind einer der Nachteile.
Schlussfolgerung
Wir leben in schwierigen Zeiten des Klimawandels. Wir setzen nicht genug Nanotechnologien ein, um diese Krankheit zu besiegen, und wir machen in einigen Gesundheitsbereichen Rückschritte (siehe unten).
Aber wir befinden uns in einer Ära neuer Entdeckungen mit neuen Technologien. Wissenschaftler wie Eric Drexler, Richard Feynman und Robert Freitas haben an den Fortschritt der Nanotechnologie und den Nutzen dieser Fortschritte für die Welt geglaubt. Auch die Forschung gegen die Alterung könnte von einem mit diesen neuen Technologien katapultierten Fortschritt profitieren. Heute werden Nanopartikel bereits vielfältig in verschiedenen Zweigen der medizinischen Wissenschaft eingesetzt. Sie wurden für verschiedene klinische Anwendungen untersucht, z. B. als Medikamententräger, Gentherapie bei Tumoren, Kontrastmittel in der Bildgebung und Diagnosegeräte, die biologische Daten in messbare elektrische Daten umwandeln können. Die Risiken und Vorteile müssen noch untersucht werden, aber die wissenschaftlichen Fortschritte der Nanotechnologien könnten in der medizinischen Welt eine entscheidende Hilfe sein.
Die schlechte Nachricht des Monats
Der katastrophale Rückgang der Lebenserwartung auf globaler Ebene in den Jahren 2020 und 2021 wurde kürzlich von den Vereinten Nationen in einem Dokument mit dem Titel World Population Prospects 2022 bestätigt:
Die weltweite Lebenserwartung bei der Geburt sank von 72,8 Jahren im Jahr 2019 auf 71,0 Jahre im Jahr 2021, was hauptsächlich auf die Auswirkungen der Coronavirus-Pandemie (COVID-19) zurückzuführen ist. (…) In Zentral- und Südasien sowie in Lateinamerika und der Karibik sank die Lebenserwartung bei der Geburt zwischen 2019 und 2021 um fast drei Jahre. (…) Für Bolivien (…), Botswana, Libanon, Mexiko, Oman und die Russische Föderation sank die geschätzte Lebenserwartung bei der Geburt zwischen 2019 und 2021 um mehr als 4 Jahre.
Die Gesundheitstechnologien machen weltweit immer noch Fortschritte. Wir brauchen jedoch dringend eine stärkere Nutzung dieser Gesundheitstechnologien, mehr vertrauenswürdige Gesundheitsbehörden, eine stärkere Nutzung von Big Data für Langlebigkeit und Widerstandsfähigkeit, damit der gesundheitstechnische Fortschritt wieder zu einem weltweiten Anstieg der gesunden Lebenserwartung führt.
Weitere wissenschaftliche Nachrichten im Juni und Juli von Heales.
Für weitere Informationen
- Heales, SENS, Allianz für Langlebigkeit, Longecity & Lifespan.io
- Heales Monthly Science News
- Quelle der Bilder Nr. 1 und Nr. 2