Miniaturmaschine DNA-Nanoroboter greift gezielt Krebszellen an

Origami im Millionstel-Millimeter-Bereich: Wissenschaftler haben einen Nanoroboter entwickelt, der schädliche Zellen im menschlichen Körper aufspüren und zerstören soll. Der Laderaum des Gefährts ist mit speziellen Wirkstoffen bepackt.  

Vorbild Immunsystem: Der Miniroboter besteht aus gefaltetem Erbgutmaterial (DNA)
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Vorbild Immunsystem: Der Miniroboter besteht aus gefaltetem Erbgutmaterial (DNA)


Hamburg - Die Miniaturmaschine, mit der amerikanische Forscher Krebszellen bekämpfen wollen, ist nach dem Vorbild der körpereigenen Immunabwehr gebaut. Sie besteht aus geschickt gefaltetem Erbgutmaterial (DNA). Wie die Entwickler um Shawn Douglas von der Harvard-Universität in Boston jetzt im Fachjournal "Science" berichten, lässt sich der Nanoroboter im Prinzip für jede Zielzelle im Organismus maßschneidern.

Bislang haben die Wissenschaftler ihre Erfindung allerdings erst in Zellkulturen getestet. Ob sie jemals bei Menschen zum Einsatz kommen kann, ist noch nicht geklärt. Ähnliche Ansätze verfolgen auch andere Forschergruppen.

Der Nanoroboter gleicht einem sechseckigen Käfig, der nur 45 Nanometer (Millionstel Millimeter) hoch und 35 Nanometer dick ist - damit ist er rund 2000 Mal dünner als ein menschliches Haar. Der mit einer speziellen Technik namens DNA-Origami gefaltete Käfig besteht aus zwei Hälften, die von maßgeschneiderten Riegeln zusammengehalten werden.

Diese Riegel sind so aufgebaut, dass sie ähnlich wie weiße Blutkörperchen die Oberfläche gewünschter Zielzellen - etwa Krebszellen - erkennen und daran andocken können. Mit dem Andocken konfiguriert der Riegel sich neu, so dass der Nanokäfig aufschwingt.

Selbstzerstörung der Zellen aktiviert

Der Laderaum lässt sich mit verschiedenen Wirkstoffen bestücken, die auf diese Weise gezielt zu ihrem Einsatzort gebracht werden können. Im Experiment belud das Team um Douglas seine Nanoroboter unter anderem mit molekularen Botenstoffen, die das Selbstmordprogramm einer Zelle aktivieren können. Dieses Programm ist bei Krebszellen typischerweise gestört.

Im Labor konnten die Forscher auf diese Weise die Selbstzerstörung bei Leukämie- und Lymphomzellen auslösen, wobei auch die molekularen Botschaften für die beiden verschiedenen Krebszellen maßgeschneidert werden mussten. Nach diesem Muster könnten verschiedene Aktionen gezielt bei gewünschten Zelltypen ausgelöst werden, erläutern die Wissenschaftler.

Die Forscher, die sich für ihre Arbeit von der Funktion des menschlichen Immunsystems inspirieren ließen, bereiten nach den Worten von Douglas bereits Untersuchungen an Versuchstieren vor. "Das wird wahrscheinlich ein verbessertes Design erfordern, um eine stabile Zirkulation und Funktion im Blutkreislauf zu gewährleisten", schränkte der Forscher allerdings ein. "Außerdem müssen die Herstellungskosten des Geräts sinken."

nik/dpa



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