08.06.2021 10:14 |

Genschalter entwickelt

Grünes Licht der Smartwatch steuert Insulinbildung

Wissenschaftler der ETH Zürich haben eine Methode entwickelt, mit der sich womöglich künftig die Injektion von Insulin bei Diabetikern ersetzen ließe. Sie entwickelten einen Genschalter, der sich mit dem grünen LED-​Licht handelsüblicher Smartwatches betätigen lässt, um durch die Haut hindurch die Insulin-Produktion anzuregen - zumindest bei Mäusen.

Viele moderne Sportuhren oder Smartwatches haben LED-​Dioden integriert, die kontinuierlich oder gepulst grünes Licht abgeben, das die Haut durchdringt und unter anderem dafür genutzt wird, den Puls zu messen. Da derartige Uhren mittlerweile weit verbreitet sind, wollten die ETH-​Forschende um Martin Fussenegger vom Departement Biosysteme in Basel diese Lichtquelle nutzen, um durch die Haut hindurch Gene zu steuern und das Verhalten von Zellen zu verändern. Die Schwierigkeit dabei: „Ein molekulares System, das auf Grünlicht reagiert, gibt es natürlicherweise in menschlichen Zellen nicht. Wir mussten deshalb etwas Neues konstruieren“, so Fussenegger.

Entwickelt haben der ETH-​Professor und seine Mitarbeitenden schließlich einen molekularen Schalter, der - einmal implantiert - mit grünem Licht von Smartwatches aktiviert werden kann. Der Schalter ist gekoppelt mit einem genetischen Netzwerk, das die Forschenden menschlichen Zellen hinzufügten. Je nach Konfiguration dieses Netzwerks - sprich: mit welchen Genen es ausgestattet ist - kann es beispielsweise Insulin produzieren, sobald grünes Licht auf die Zellen trifft. Wird das Licht ausgeschaltet, wird der Schalter inaktiviert und der Vorgang stoppt.

Erfolgreich an Mäusen getestet
Die Wissenschaftler testeten ihr System sowohl an einer Speckschwarte als auch an lebenden Mäusen, denen sie die Zellen implantierten, wie die ETH Zürich am Montag mitteilte. Sie konnten das aktivierende Grünlicht demnach einschalten, indem sie die „Lauf-App“ der Smartwatch starteten. „Solche Uhren ab Stange sind universell nutzbar, um den molekularen Schalter umzulegen“, sagt Fussenegger. Neue Modelle sendeten das Licht gepulst, was sich noch besser eigne, um das Gennetzwerk am Laufen zu halten.

Noch viele Hürden zu nehmen
Bis die Technologie im klinischen Alltag ankommt, dürften allerdings noch mindestens zehn Jahre vergehen. Die verwendeten Zellen müssten durch Eigenzellen des Patienten ersetzt werden, so Fussenegger. Auch müsse das System die klinischen Phasen überstehen, ehe es zugelassen werde. Die Hürden dafür seien hoch: „Bis heute gibt es nur sehr wenige zugelassene Zelltherapien“, räumte der ETH-Professor ein.

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