Sonden in Blutbahn

[ZeroKool1988]

Hallo zusammen,

k.A. warum mir die Frage duch den Kopf geschossen ist.

Wenn bspw. Prozessoren immer kleiner gebaut werden, könnte oder müsste es doch irgendwann möglich sein, mini-Sonden (z.B. per Spritze) in Blutbahnen zu jagen um dort z.B. Krankheiten aufzuspüren und / oder zu bekämpfen (duch Laser oder whatever).

Kenne mich rein gar nicht auf dem Gebiet aus, aber vll könnte mir mal jemand auf die Sprünge helfen, ob es sowas schon gibt doer ob es in Planung ist

Gruß

Max

 

[Memphys]

Wie stellst du dir denn den Antrieb vor? Stromerzeugung? Erkennung der Krankheit?

Ich denke, das sich da in näherer Zukunft (<2030) nichts realisieren lassen wird, zumindest nicht so wie du dir das vorstellst.

 

[ZeroKool1988]

wireless strom, bewegen per Magnet ? k.A. .. vll nicht direkt krankheiten erkennen, aber bekämpfen - per MRT lässt sich ja feststellen, wo sich das problem befindet - is ja nur ne spinnerei, aber vor einigen jahren haben wir ja auch nicht gedacht, dass wir die schallgeschwindigkeit brechen oder zum mond fliegen können

 

[dr_breen]

Ich denke es ist einfacher (und in naher Zukunft auch realistischer), dass man mit Gentechnik veränderte Mikroorganismen zur Krankheitsbekämpfung einsetzt. Die Nanotechnologie steckt noch in den Kinderschuhen und niemand weiß, wie Menschen und Tiere auf den Einsatz im Körper reagieren.

 

[ZeroKool1988]

Ich denke es ist einfacher (und in naher Zukunft auch realistischer), dass man mit Gentechnik veränderte Mikroorganismen zur Krankheitsbekämpfung einsetzt. Die Nanotechnologie steckt noch in den Kinderschuhen und niemand weiß, wie Menschen und Tiere auf den Einsatz im Körper reagieren.

aber wird nanotechnologie nicht teilweise schon in sonnencremes verwendet ? aber ich glaube ich habe auch gehört, dass die entsprechend gekennzeichnet werden müssen.

Mikroorganismen, sind das dann "Fresszellen" oder was kann man sich darunter vorstellen ?

 

[Memphys]

Mehr wie Antikörper die zB. auf Krebszellen oder AIDS künstlich angepasst wurden.

Zum Antrieb - wireless Strom? In deinem Körper ? ^^

 

[dr_breen]

aber wird nanotechnologie nicht teilweise schon in sonnencremes verwendet ? aber ich glaube ich habe auch gehört, dass die entsprechend gekennzeichnet werden müssen.

Mikroorganismen, sind das dann "Fresszellen" oder was kann man sich darunter vorstellen ?

Vorerst werden gentechnisch veränderte Mikroorganismen genutzt um außerhalb des Körpers überlebenswichtige Wirkstoffe zu synthetisieren (z.B. Humaninsulin). Fresszellen machen afaik keinen Sinn, weil:

1. Die Leukozyten den Job genauso gut erledigen können.
2. Die gentechnisch hergestellten Zellen von Immunsystem als Eindringlinge erkannt werden.
3. Die Anbindung der gentechnisch hergestellten Zellen an die lernfähige Steuerung fehlt.

Das was sich viele wünschen sind Nanomaschinen, die komplexe chirurgische Eingriffe überflüssig machen ( z.B. Zersetzung von Tumorgewebe nahe des Stammhirns). Aber wozu sollten wir etwas komplett neu entwickeln, wenn die Natur uns die Möglichkeit gibt dasselbe durch Modifikationen von bestehenden Zellen zu erreichen?

 

[Hansaplast]

... müsste es doch irgendwann möglich sein, mini-Sonden (z.B. per Spritze) in Blutbahnen zu jagen um dort z.B. Krankheiten aufzuspüren und / oder zu bekämpfen (duch Laser oder whatever).

Der Film "Die fantastische Reise" (fantastic voyage) von 1966 handelt von einem verkleinerten U-Boot,
das einem angeschossenen Politiker injiziert wird, um ihn mit einem Laser zu operieren.
YouTube - ‪Trailer, Fantastic Voyage,1966‬‏

 

[ruyven_macaran]

Hallo zusammen,

k.A. warum mir die Frage duch den Kopf geschossen ist.

Wenn bspw. Prozessoren immer kleiner gebaut werden, könnte oder müsste es doch irgendwann möglich sein, mini-Sonden (z.B. per Spritze) in Blutbahnen zu jagen um dort z.B. Krankheiten aufzuspüren und / oder zu bekämpfen (duch Laser oder whatever).

Kenne mich rein gar nicht auf dem Gebiet aus, aber vll könnte mir mal jemand auf die Sprünge helfen, ob es sowas schon gibt doer ob es in Planung ist

Die Frage wurde am Anfang dieses Threads bereits angesprochen.
Die Antwort: Unmöglich, nur in Science Fiction ein Thema. Maschienen, die im Blut opperieren könnten, sind quasi unmöglich mit den derzeitigen Methoden der Miniaturisierung und gänzlich unmöglich ist die mechanische Erkennung und Interaktion mit Krankheitserregern. Wir reden hier von Aktionen, die sich in der Größenordnung einzelner Makromoleküle abspielen, also in der Größenordnung von Einzelteilen einer Nanomaschiene. Das wäre in etwas so, als wenn du für den Zusammenbau eines Computers einen Bagger verwenden würdest - etwas grob (und das kommt von jemandem, der eine Wasserpumpenzange als Computerwerkzeug klassifiziert ). Und eine Sonde müsste auch noch die nötige Steuerung implementieren. Im Baggervergleich wäre dann, bei maximaler Miniaturisierung, die mit Transistoren denkbar ist, in etwa die Technik des Zuse Z1 (mit der Laubsäge ausgesägte Plättchen in einem mechanischen Rechenwerk) passen - bzw. eben nicht, weil schon allein die Schaltungen zur Umgebungserkennung größer wären, als die ganze Maschiene sein dürfte, von Steuerung und Aktuatoren mal ganz zu schweigen.

aber wird nanotechnologie nicht teilweise schon in sonnencremes verwendet ?

Nano ist nur eine Größenangabe und Nano-Technologie kann vieles meinen. In Sonnencremes (und vielen anderen Produkten) gibt es Nanopartikel, also einfach nur feine Klumpen. Im Vergleich zu unserem Bagger wäre ein Baggergroßer Steinquader ein gute Äquivalent.

Vorerst werden gentechnisch veränderte Mikroorganismen genutzt um außerhalb des Körpers überlebenswichtige Wirkstoffe zu synthetisieren (z.B. Humaninsulin). Fresszellen machen afaik keinen Sinn, weil:

1. Die Leukozyten den Job genauso gut erledigen können.
2. Die gentechnisch hergestellten Zellen von Immunsystem als Eindringlinge erkannt werden.
3. Die Anbindung der gentechnisch hergestellten Zellen an die lernfähige Steuerung fehlt.

Es sollte gentechnisch möglich sein (wird aber in der praxisnahen Umsetzung sicherlich noch eine Weile dauern), Leukocyten zu replizieren, die nicht als Fremdkörper erkannt werden. Die wären für AIDS-Kranke afaik ein echter Segen.
Eine "Anbindung" ist sowieso nicht gegeben, die Zellen reagieren von Natur aus autonom. (nur sind Leukocyten ohne Antikörper genau deswegen ziemlich nutzlos für die Krankheitsbekämpfung)

Aber das ist alles schon keine Nanotechnologie mehr, sondern Biogenetik/-medizin.

 

[OctoCore]

Noch nicht Nano, aber immerhin Micro:
Micro-U-Boot mit Schraubenantrieb (Schraubendurchmesser 600µm) - technischer Stand der Jahrtausendwende.
Für größere Adern durchaus geeignet.

 

[ZeroKool1988]

Der Film "Die fantastische Reise" (fantastic voyage) von 1966 handelt von einem verkleinerten U-Boot,
das einem angeschossenen Politiker injiziert wird, um ihn mit einem Laser zu operieren.
YouTube - ‪Trailer, Fantastic Voyage,1966‬‏

Ja genau, das muss es gewesen sein, was mich auf das Thema gebracht hat - wird wohl im Unterbewusstsein rumgespukt haben

Wie kann ich mir eigentlich den Einsatz von solchen Mikroorganismen vorstellen - schließlich sind diese doch nicht steuerbar ? Können diese so gezüchtet werden, dass z.B. dann nur krebsbefallene Zellen als "Feind" definiert werden ?

Ansonsten ist das ganze doch fast gleichbedeutetnd mit einer Chemo wo alle Zellen angegriffen werden

 

[OctoCore]

Die Schwierigkeit ist wohl, das Erkennungsprogramm umzudrehen. Vereinfacht ausgedrückt stürzen sie sich ja auf alles, was nicht die richtige bzw. keine Kennung hat. Praktisch ein White-List-Verfahren. Was nicht auf der Liste steht, wird eliminiert. Idealerweise sollten sie aber genau umgekehrt arbeiten, um bestimmte Ziele anzugreifen - black list also. Krebszellen sind ein besonderer Problemfall. Schließlich sind das ja (wenn auch außer Kontrolle geratene) körpereigene Zellen. Wie bekommt man die auf die schwarze Liste? Dazu müsste man sie irgendwie markieren oder ein Alleinstellungsmerkmal herausarbeiten, das andere Zellen nicht haben.

 

[moe]

Die Schwierigkeit ist wohl, das Erkennungsprogramm umzudrehen. Vereinfacht ausgedrückt stürzen sie sich ja auf alles, was nicht die richtige bzw. keine Kennung hat. Praktisch ein White-List-Verfahren. Was nicht auf der Liste steht, wird eliminiert. Idealerweise sollten sie aber genau umgekehrt arbeiten, um bestimmte Ziele anzugreifen - black list also. Krebszellen sind ein besonderer Problemfall. Schließlich sind das ja (wenn auch außer Kontrolle geratene) körpereigene Zellen. Wie bekommt man die auf die schwarze Liste? Dazu müsste man sie irgendwie markieren oder ein Alleinstellungsmerkmal herausarbeiten, das andere Zellen nicht haben.

Das ist einfacher als man denkt. Mutierten Zellen (also auch Krebszellen) fehlen die Genabschnitte, die für die kontrollierte Teilung/Reparatur beschägter DNA-Abschnitte verantwortlich sind. Man könnte jetzt (vereinfacht gesagt) die Mikororganismen darauf "programmieren" das Erbgut der Zellen zu scannen und bei mutierten Zellen den Zelltod (Selbstmord der Zelle) auslösen. Mit heutigen Möglichkeiten ist sowas schon möglich.
Allerdings ist es einfacher, Viren in die betroffenen Bereiche das Körper (Lunge, Darm) zu injizieren, die dann das fehlende Stück DNA wieder in die mutierten Zellen einbauen, woraufhin diese sich selber zerstören, da die zelleigenen Kontrollmechanismen feststellen, dass die mutierte DNA nicht mehr zu reparieren ist.

 

[dr_breen]

Man könnte jetzt (vereinfacht gesagt) die Mikororganismen darauf "programmieren" das Erbgut der Zellen zu scannen und bei mutierten Zellen den Zelltod (Selbstmord der Zelle) auslösen. Mit heutigen Möglichkeiten ist sowas schon möglich.

Kannst du mir erklären wie man Negativtests an der DNS von lebenden Zellen durch Mikroorganismen durchführt?

 

[empty]

Kannst du mir erklären wie man Negativtests an der DNS von lebenden Zellen durch Mikroorganismen durchführt?

Abgesehen von den Körpereigenen? Ich meine der Menschliche Organismus mach das die ganze Zeit. Okazaki-Fragmente (also primer ersatz) oder P-bodys usw...
Krebs entsteht erst dann wenn genau die Negativtests nicht mehr greifen.

Abgesehen davon zytotoxische T-Zellen töten genau die Zellen ab die von den Nachbarzellen signalisiert werden. Ich bin kein Biologe aber etwa so funktioniert das.

 

[ruyven_macaran]

Noch nicht Nano, aber immerhin Micro:
Micro-U-Boot mit Schraubenantrieb (Schraubendurchmesser 600µm) - technischer Stand der Jahrtausendwende.Anhang anzeigen 429709
Für größere Adern durchaus geeignet.

Iirc kein "U-Boot", sondern ein hydrodynamisch geformtes Objekt mit einer durch Induktion antreibbaren Schraube am Ende.
Keine Steuerungmechanismen.
Keine Sensoren
Keine Steuerungslogik.
Keine Manipulatoren.
Keine Transprotkapazität

afaik weiterhin das kleinste seiner Art

Wie kann ich mir eigentlich den Einsatz von solchen Mikroorganismen vorstellen - schließlich sind diese doch nicht steuerbar ? Können diese so gezüchtet werden, dass z.B. dann nur krebsbefallene Zellen als "Feind" definiert werden ?

Können: Nein.
Könnten: ?

Letztlich liefe es darauf, über einen selbst erstellten () Gencode Immunzellen zu züchten, die besser sind als das, was die Natur in den letzten 3 Milliarden Jahren hinbekommen hat.
Ich würde mit einer praktischen Umsetzung nicht in diesem Monat rechnen...

Das ist einfacher als man denkt. Mutierten Zellen (also auch Krebszellen) fehlen die Genabschnitte, die für die kontrollierte Teilung/Reparatur beschägter DNA-Abschnitte verantwortlich sind. Man könnte jetzt (vereinfacht gesagt) die Mikororganismen darauf "programmieren" das Erbgut der Zellen zu scannen

Wenn man so vereinfacht, ist es in der Tat einfacher, als man denkt.
In der Realität musst du aber leider sagen, wie du "scannst" - und Submolekulärestrukturen tief in einer Zelle sind mit allen mir bekannten physikalisch/chemischen Verfahren nicht identifizierbar.

Abgesehen davon zytotoxische T-Zellen töten genau die Zellen ab die von den Nachbarzellen signalisiert werden. Ich bin kein Biologe aber etwa so funktioniert das.

Es gibt auch zellinterne Auslöser.

 

[moe]

@dr_breen: Im Prinzip sind das gar keine Mikroorganismen, sondern nur Proteinkomplexe.
Für solche Negativtests könnte man z.b. das körpereigene Protein P53 benutzen, indem man es im Reagenzglas vervielfacht und in die mutierten Zellen injiiziert, bei welchen meist genau dieser Genabschnitt beschädigt ist. P53 erkennt Gendefekte bei der Zellteilung und hält diese an, damit der kaputte Abschnitt repariert werden kann.

Im Prinzip ist es das, was empty erklärt hat, nur mit einem Beispiel vereinfacht.

 

[ruyven_macaran]

"in die Zellen injizieren" - und wie?
Um etwas in ne Zelle zu injizieren, platziert man die am besten unterm Mikroskop. Ein nicht steuerbares Objekt in der Blutbahn könnte es etwas schwierig finden, auf diese Art ganze Organe nach Krebszellen zu durchsuchen, zumal die gerade die größeren Blutgefäße nun wirklich nicht oft in der Nähe selbiger liegen werden.

 

[moe]

Musst du auf der Phrase jetzt rumreiten?
Mit ein bisschen überlegen sollte man doch von selber drauf kommen, dass das Protein nur in den "Zellhaufen" injiiziert wird, nicht in jede einzelne Zelle. Das verteilt sich schon von alleine.

 

[ruyven_macaran]

Ich reite nicht auf jeder Phrase rum, ich versuche das Prinzip zu verstehen. Ein komplexes Protein in eine Zelle zu bekommen ist eine verdammt schwere, oft unmögliche Aufgabe. Und du musst es sogar bis in den Zellkern bringen. Wenn man dafür eine Lösung hat, würde ich gern meine Wissenslücke auf dem Bereich schließen - aber spontan konnte ich keine Spur finden, die mich zu mehr Informationen bringen würde.