Sa, 25. November 2017

Sechseckiger Käfig

16.02.2012 14:50

Nanoroboter aus DNA greift gezielt Krebszellen an

US-Wissenschaftler haben einen Nanoroboter (Bild) gebaut, der ganz gezielt Krebszellen angreifen kann. Bisher ist die mikroskopisch kleine Maschine allerdings erst in Zellkulturen getestet worden. Ob sie jemals beim Menschen zum Einsatz kommen kann, ist noch nicht geklärt.

Der nach dem Vorbild der körpereigenen Immunabwehr gebaute Nanoroboter besteht aus geschickt gefaltetem Erbmaterial (DNA) und lässt sich im Prinzip für jede Zielzelle im Organismus maßschneidern, wie die Entwickler um Shawn Douglas vom Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering an der Harvard-Universität in Boston im US-Fachjournal "Science" berichten. Ähnliche Ansätze verfolgen auch andere Forschergruppen.

Nur 45 Nanometer groß
Der Nanoroboter gleicht einem sechseckigen Käfig, der nur 45 Nanometer (Millionstel Millimeter) hoch und 35 Nanometer dick ist. Zum Vergleich: Ein menschliches Haar ist rund 2.000 Mal dicker.

Der mit einer speziellen Technik namens DNA-Origami gefaltete Käfig besteht aus zwei Hälften, die von 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, sodass der Nanokäfig aufschwingt.

Laderaum mit Wirkstoffen bestückt
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.

Tests an Versuchstieren sollen folgen
Die Forscher, die sich für ihre Arbeit von der Funktion des menschlichen Immunsystems inspirieren ließen, bereiten nach den Worten von Douglas als nächstes Tests 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."

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