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12. Februar 2014, 14:36 Uhr

Nanotechnologie

Mini-Motor steuert durch menschliche Zelle

Forscher haben erstmals Nanomotoren durch menschliche Zellen gesteuert. Die winzigen Bauteile sind nur drei Tausendstel Millimeter lang - sie sollen zukünftig in der Krebstherapie helfen und Medikamente durch den Körper transportieren.

State College - Sie sind winzig, können Substanzen befördern und diese gezielt freisetzen. Doch bisher ging das nur in künstlicher Umgebung. Jetzt ist es US-Forschern erstmals gelungen, Nanomotoren in lebende Zellen einzuschleusen und dort umherzusteuern. Tom Mallouk von der Pennsylvania State University in State College (US-Staat Pennsylvania) und seine Kollegen trieben winzige Goldstäbchen, die nur drei Tausendstel Millimeter lang waren, mit Ultraschallwellen an und navigierten sie über magnetische Felder. Die Wissenschaftler stellen ihr Verfahren in der Fachzeitschrift "Angewandte Chemie International Edition" vor.

Die Forscher testeten die länglichen Motoren in bestimmten menschlichen Gebärmutterhals-Krebszellen, den HeLa-Zellen. Wichtiger als die magnetische Steuerung ist für das Forscherteam, dass die Mini-Goldstäbe sich selbstständig innerhalb der Zellen bewegen. Ihre Hoffnung: Mit den Nanomotoren könnte einst die Krebstherapie unterstützt werden. "Diese autonome Bewegung könnte den Nanomotoren helfen, gezielt nur jene Zellen zu zerstören, die sie umgeben", wird Mallouk ineiner Mitteilung seiner Universität zitiert.

Weshalb sich die Stäbe durch Ultraschallwellen schnell drehen, wissen die Forscher nicht genau. Sie vermuten, dass die Wellen an den gewölbten Enden der Nanomotoren ungleichzeitig gestreut werden, was schnelle Drehungen um die eigene Achse auslöst - und damit für den Antrieb sorgt.

Zickzack-Kurs durch die Zelle

Das Team packte die Zellen mit den Mini-Goldstäben 24 Stunden in einen Inkubator. Dabei stellten sie fest, dass die Zellen die Mini-Goldstäbe wie Nährstoffe in sich aufnahmen. In der Zelle bewegen sich die Nanomotoren fast um die Hälfte langsamer als außerhalb. Der Grund dafür ist wahrscheinlich das zähe Zellplasma. Im Innern der Zelle fahren die Mini-Motoren Zickzack-Kurse, vermutlich weil sie immer wieder an Zellstrukturen stoßen. In einer Kochsalzlösung brachten die Nanomotoren mehrere Zellen dazu, sich wie Perlen einer Kette aufzureihen und um die eigene Achse zu drehen.

Die Forscher sehen für ihr Verfahren neben der Krebstherapie noch weitere Anwendungsfelder: die Erforschung menschlicher Zellen, Eingriffe im Zellinneren oder Möglichkeiten oder Medikamente gezielt zu ihrem Ziel zu bringen. Forscher Mallouk träumt jedoch auch von Anwendungen wie in dem Film "Die phantastische Reise", in dem ein verkleinertes U-Boot in einem Menschen unterwegs ist: "Nanomotoren würden durch den Körper umherkreuzen, miteinander kommunizieren und verschiedene Arten von Diagnosen und Therapien durchführen."

khü/dpa

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