Das Team der BREATH-Forschenden des Fraunhofer ITEM konnte in seiner Arbeit erstmals zeigen, dass sich mithilfe von Partikeln in der Ausatemluft (PEx) die epitheliale Auskleidungsflüssigkeit der Lunge vollständig nicht-invasiv gewinnen lässt. In einem randomisierten Crossover-Design inhalierten sechs gesunde Proband*innen 400 µg Salbutamol oder nahmen 8 mg oral ein; anschließend wurden PEx, Nasensekret und Plasma bis zu 315 Minuten lang seriell analysiert. Nach Inhalation ließen sich in nahezu allen PEx-Proben vollständige Pharmakokinetik-Profile erstellen, deren Konzentrationen die Werte aus Nasen- und Blutproben deutlich übertrafen. Bei oraler Gabe bewegten sich die PEx-Spiegel dagegen meist an der Nachweisgrenze.

„Exhalierte Partikel liefern uns ein Fenster in die Pharmakokinetik der Lunge – präzise und patientenschonend. Damit haben wir ein Werkzeug in der Hand, das Forschung und klinische Praxis nachhaltig verbinden kann.“, sagte Prof. Dr. Hohlfeld, der den Preis in Washington stellvertretend entgegennahm. Die Studie markiert einen wichtigen Proof-of-Concept: PEx Proben erlauben erstmals die gezielte, nicht-invasive Analyse von Wirkstoffspiegeln in der Lunge – effizient, patient*innenfreundlich und ohne belastende Verfahren. Diese Methode ebnet den Weg für optimierte Therapien bei Asthma, COPD oder Mukoviszidose sowie für frühzeitige Evaluierungen neuer Formulierungen ohne invasive Probenentnahme.

Die Publikation baut auf jahrzehntelanger Grundlagenforschung auf: Bereits 2005 wiesen Hohlfeld und Holz im Rahmen einer Task-Force der European Respiratory Society auf die Grenzen herkömmlicher Atemanalysen (EBC) hin und forderten eine gezielte Partikelsammlung. Daraus entstanden zwei Forschungsstränge: die physikalische Charakterisierung von Aerosolen (auch in Mikrogravitation) und die technische Entwicklung des Auffanggeräts für PEx-Partikel. Jetzt wurde das Instrument erstmals erfolgreich in einer pharmakokinetischen Studie eingesetzt.

BREATH gratuliert dem gesamten Autor*innenteam herzlich zu dieser Auszeichnung. Wir freuen uns auf die Weiterentwicklung der PEx-Technologie in enger Kooperation mit klinischen Partnern, um ihre breite Anwendung in Forschung und Klinik zu fördern.

Text: BREATH/AB

Foto: © Fraunhofer ITEM