So Funktioniert’s
Minilunge weckt grosse Erwartungen
Therapien und Medikamente werden heute in Tierversuchen und an kultivierten Zellen getestet. Eine weitere Möglichkeit ist der Nachbau von menschlichen Organen auf Chips.
Illustration: ikonaut
4 — Vision: Präzisionsmedizin
Der Lungenchip wird zur Medikamententwicklung und Grundlagenforschung in Biolaboren eingesetzt. Die Vision für dereinst: Es könnten mehrere Organe auf einem Chip individuell massgeschneidert werden. Forschende hoffen, dass mit diesen «humans on a chip» in der Zukunft Medikamente mit viel weniger Tierversuchen entwickelt und für jeden Menschen optimale Präparate ausgewählt werden können – die personalisierte Medizin.
3 — Verfahren: Atem simulieren
Auf dem Chip befindet sich eine Membran, die porös und flexibel ist (hautfarbig). Oberhalb und unterhalb dieser Membran befindet sich je eine Schicht menschlicher Lungenzellen aus Restmaterial von Operationen (blau). Ein künstliches Zwerchfell sorgt dafür, dass sich das Gewebe zusammenzieht und ausdehnt wie beim Atmen. Zwischen Zwerchfell und Membran befindet sich eine Kammer mit einem Nährmedium (rot), welches das menschliche Blut nachahmt. Im Chip können beispielsweise flüssige Wirkstoffe zur Behandlung von Tumoren pipettiert oder Aerosole verstäubt werden.
2 — Lösung: Chip mit Lungenzellen
Das Team von Alveolix, ein Spin-off des Artorg Center der Universität Bern, hat einen Chip entwickelt, mit dem die Bedingungen in der Lunge einschliesslich der Atembewegung simuliert werden. Auf dem Chip werden Zellen gezüchtet, die sich wie im menschlichen Körper verhalten. Dadurch können Forschende Wirkungen und Nebenwirkungen von Medikamenten und Aerosolen auf das Lungengewebe testen.
1 — Problem: Komplexe Lunge
Um Medikamente zur Behandlung von Lungenerkrankungen zu entwickeln, stützen sich Forschende auf Tierversuche oder Tests in Petrischalen. Beides hat Nachteile, wenn es darum geht, die Arbeit einer atmenden menschlichen Lunge mit ihren rund 300 Millionen Lungenbläschen zu verstehen.
