Was machen Sie, wenn Sie Kopfschmerzen haben? Sie schlucken eine Aspirin. Aber bevor der Wirkstoff im Kopf ankommt, dort, wo der Schmerz sitzt, geht er zuerst durch den Magen, den Darm und andere Organe.
What do you do when you have a headache? You swallow an aspirin. But for this pill to get to your head, where the pain is, it goes through your stomach, intestines and various other organs first.
Tabletten sind der effektivste und schmerzloseste Weg, dem Körper ein Medikament zu verabreichen. Das Schlucken eines Medikaments führt aber immer auch zu dessen Verdünnung. Und dies ist ein großes Problem, insbesondere bei HIV-Patienten. Die Medikamente zur Bekämpfung des HIV-Virus sind zwar gut zur Senkung der Virenzahl im Blut und zur Erhöhung der Anzahl der CD4-Zellen, aber sie sind auch bekannt für ihre unerwünschten Nebenwirkungen. Vor allem die Verdünnung bis zum Erreichen der Blutbahn ist schlecht, und sie nimmt zu, bis die Stoffe an den Ort gelangen, wo sie am meisten gebraucht werden: den Reservoirs des HIV-Virus. In diesen Teilen des Körpers, wie z. B. den Lymphknoten, dem Nervensystem sowie den Lungen, wo der Virus schlummert und nicht ohne Weiteres ins Blut der Patienten gelangt, die unter konstanter Anti-HIV-Medikation stehen. Wird die Therapie jedoch unterbrochen, kann das Virus aktiviert werden und neue Blutzellen infizieren.
Swallowing pills is the most effective and painless way of delivering any medication in the body. The downside, though, is that swallowing any medication leads to its dilution. And this is a big problem, particularly in HIV patients. When they take their anti-HIV drugs, these drugs are good for lowering the virus in the blood, and increasing the CD4 cell counts. But they are also notorious for their adverse side effects, but mostly bad, because they get diluted by the time they get to the blood, and worse, by the time they get to the sites where it matters most: within the HIV viral reservoirs. These areas in the body -- such as the lymph nodes, the nervous system, as well as the lungs -- where the virus is sleeping, and will not readily get delivered in the blood of patients that are under consistent anti-HIV drugs therapy. However, upon discontinuation of therapy, the virus can awake and infect new cells in the blood.
All dies führt zu erheblichen Problemen mit den derzeitigen HIV-Medikamenten, die von den Patienten lebenslang geschluckt werden müssen. Eines Tages setzte ich mich hin und dachte nach: "Könnte man die HIV-Medikamente nicht direkt in die HIV-Reservoirs einschleusen, ohne Gefahr zu laufen, das Medikament zu verdünnen?" Als Laser-Wissenschaftlerin lag die Antwort auf der Hand: Mit Lasern natürlich! Eingesetzt in der Zahnmedizin, zur Wundheilung bei Diabetes und bei Operationen, können sie für alles Erdenkliche angewandt werden, sogar für den Transport von Medikamenten zu den Zellen.
Now, all this is a big problem in treating HIV with the current drug treatment, which is a life-long treatment that must be swallowed by patients. One day, I sat and thought, "Can we deliver anti-HIV directly within its reservoir sites, without the risk of drug dilution?" As a laser scientist, the answer was just before my eyes: Lasers, of course. If they can be used for dentistry, for diabetic wound-healing and surgery, they can be used for anything imaginable, including transporting drugs into cells.
Tatsächlich benutzen wir zurzeit schon Laserimpulse, um kleinste Löcher in infizierte Zellen zu stechen bzw. zu bohren, die sich fast augenblicklich öffnen und wieder schließen und durch welche Medikamente verabreicht werden. "Wie ist das möglich?", fragen Sie sich. Wir richten einen sehr starken, aber klitzekleinen Laserstrahl auf die Membran der HIV-infizierten Zellen, währenddessen sie in eine Flüssigkeit mit dem Medikament eingetaucht werden. Der Laser durchbohrt die Zelle, und diese nimmt das Medikament innerhalb von Mikrosekunden auf. Bevor man es merkt, ist das Loch wieder repariert.
As a matter of fact, we are currently using laser pulses to poke or drill extremely tiny holes, which open and close almost immediately in HIV-infected cells, in order to deliver drugs within them. "How is that possible?" you may ask. Well, we shine a very powerful but super-tiny laser beam onto the membrane of HIV-infected cells while these cells are immersed in liquid containing the drug. The laser pierces the cell, while the cell swallows the drug in a matter of microseconds. Before you even know it, the induced hole becomes immediately repaired.
Zurzeit testen wir dieses Verfahren in Reagenzgläsern oder in Petrischalen. Ziel ist es jedoch, diese Technologie am menschlichen Körper anzuwenden. Sie mögen sich fragen, wie das geht. Die Antwort lautet: mit einem dreiköpfigen Gerät. Mit dem ersten Kopf, dem Laser, machen wir einen Schnitt am Ort der Infektion. Mithilfe des zweiten Kopfes, der Kamera, bewegen wir uns zu diesem Ort vor. Mit dem dritten Kopf schließlich, einer Sprinkler-Düse zur Verteilung, bringen wir das Medikament direkt zum Infektionsherd. Der Laser wird dabei wieder zum Öffnen der Zellen benutzt.
Now, we are currently testing this technology in test tubes or in Petri dishes, but the goal is to get this technology in the human body, apply it in the human body. "How is that possible?" you may ask. Well, the answer is: through a three-headed device. Using the first head, which is our laser, we will make an incision in the site of infection. Using the second head, which is a camera, we meander to the site of infection. Finally, using a third head, which is a drug-spreading sprinkler, we deliver the drugs directly at the site of infection, while the laser is again used to poke those cells open.
Das hört sich vielleicht nicht gerade nach viel an, aber im Erfolgsfall kann diese Technologie eines Tages zur vollständigen Vernichtung des HIV-Virus im Körper führen. Ein Heilmittel gegen HIV -- der Traum eines jeden HIV-Forschers -- in unserem Fall, eine Heilung durch Laser.
Well, this might not seem like much right now. But one day, if successful, this technology can lead to complete eradication of HIV in the body. Yes. A cure for HIV. This is every HIV researcher's dream -- in our case, a cure led by lasers.
Danke.
Thank you.
(Applaus)
(Applause)