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Sich teilende Krebszelle.

Lebende Zellen mit "Motorantrieb"

US-Forscher haben Nanomotoren entwickelt, die in lebende menschliche Zellen eindringen und sich dort - je nach Impuls von außen - verschieden stark bewegen. Angetrieben werden die winzigen Einheiten in Raketenform durch Ultraschallwellen, gesteuert durch Magnete.

Zellbiologie 11.02.2014

Auch wenn die Motoren derzeit noch relativ einfache Funktionen ausführen, besteht die Hoffnung, dass sie bei der Behandlung von Krebs hilfreich sein könnten, heißt es in der Studie - sowohl im Hinblick auf Untersuchungen als auch als Überbringer von Wirkstoffen direkt in erkrankte Zellen hinein.

Giftiger Treibstoff ersetzt

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Das Video:

zeigt, wie sich die Nanomotoren aus Gold innerhalb der Zellwände bewegen.

Die Studie:

ist am 10. Februar 2014 im Journal "Angewandte Chemie International Edition" erschienen.

Der Chemiker und Studienautor Thomas Mallouk von der Pennsylvania State University gilt als einer der Pioniere hinsichtlich der Verbindung von lebendem Material mit Nanopartikeln. Schon vor zehn Jahren entwickelte er gemeinsam mit Kollegen Nanomotoren, die sich mit eigenem Antrieb fortbewegen konnten. Darin lag aber gleichzeitig das Hauptproblem: Der Treibstoff war giftig, was ihr Eindringen in menschliche Zellen zwar prinzipiell nicht verhindert, die Zellen aber sofort zum Absterben gebracht hätte. Dann aber entdeckten die Materialwissenschaftler, dass sich die winzigen Motoren auch durch Ultraschallwellen bewegen lassen. Die Richtung wird ihnen wiederum durch kleine Magnete vorgegeben.

"Schneebesen" und "Rammbock"

Für die nun publizierte Studie wählten die Forscher als Testobjekte menschliche Gebärmutterhalskrebszellen. Was die rund drei Nanometer, also drei Milliardstel Meter großen Motoren in der Zelle anrichten können, beschreiben die Forscher bildlich: Sie können entweder Schneebesen sein, also das Innere einer Zelle "verrühren", oder als Rammböcke die Außenhülle einer Zelle perforieren. Diese beiden Funktionen deuten auch schon auf die Einsatzgebiete hin: Bei Krebszellen sollten die Nanomotoren möglichst viel Schaden anrichten, um die Zellen zu vernichten. Bei anderen Erkrankungen hingegen könnten sie Wirkstoffe in das Innere von Zellen bringen, die Zelle selbst aber möglichst unbeschadet lassen.

Die Vision von Thomas Mallock und Kollegen geht aber deutlich weiter: Sie denken an Nanomotoren, die permanent als "fliegende Diagnoseeinheiten" im Körper unterwegs sind, Informationen zu Gesundheitsparametern liefern und maßgeschneiderte Therapien umsetzen. Bis es soweit ist, wollen die Forscher die nächsten kleineren Schritte setzen und mithilfe ihrer winzigen Einheiten mehr über die Funktionsweise von Zellen und ihre Reaktionen auf "Eindringlinge" erfahren.

Elke Ziegler, science.ORF.at

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