Nano-Roboter bekämpft Krebszellen

Es hört sich an wie aus einem wilden Science-Fiction-Film, ist aber Fakt: Forscher der Universität Basel und von IBM (Börse Frankfurt: IBM) sind dabei, Nano-Roboter zu entwickeln, die innerhalb des Körpers Krebszellen suchen und sie vergiften. Die Forscher wollen ihre Technik in etwas mehr als fünf Jahren einsatzbereit entwickelt haben, sagte eine unternehmensnahe Quelle am Freitag gegenüber ZDNet.

Die Nano-Kantilever / Foto: IBM

Wie die Forscher in der heute erscheinenden Ausgabe des Wissenschaftsmagazins „Science“ berichten, haben sie entdeckt, dass DNS-Stränge winzige „Finger“ aus Silizium verbiegen. Sie nutzen dabei die so genannte molekulare Erkennung, bei der Moleküle eine Bindung wie zwischen Schlüssel und Schloss eingehen. Diese „Kantilever“ genannten Finger aus Silizium haben einen Durchmesser von weniger als einem Fünfzigstel eines menschlichen Haares.

Die Wissenschaftler haben eine Reihe dieser Kantilever wie die Zacken eines Kammes angeordnet und auf ganz bestimmte DNS-Codes und Proteine angesetzt. Aufgrund der Art und Weise, wie sich diese Silizium-Finger durch das Andocken an der DNS verbiegen, können die Forscher den kleinstmöglichen Defekt in der DNS-Sequenz herausfinden, nämlich, ob eine einzelne Base fehlt. Dadurch können diese Kantilever-Reihen auf kleinste Moleküle „gehetzt“ werden.

Die Kantilever „docken“ an den Basen der DNS an und können sich so fortbewegen / Foto: IBM

„Diese biomechanische Technik hat das Potenzial für schnelle und kostengünstige biochemische Analyse in mobilem Einsatz“, sagt Christoph Gerber vom IBM Forschungslabor Zürich. Beim gesunden Menschen in den Körper gebracht, könnten die Kantilever beispielsweise erkennen, ob sich die biochemischen Veränderungen im Körper abspielen, die Anzeichen für einen Herzinfarkt sind. So könnten Ärzte bei Risikopatienten bereits mit der Therapie beginnen, wenn sich eine Verschlechterung des Zustandes abzeichnet.

Aber die Erkenntnis, dass diese Silizium-Finger von der DNS verbogen werden, führt zu weitaus interessanteren Möglichkeiten: Die DNS könnte Nanobots, winzig kleine Maschinen, durch den menschlichen Körper hieven. Der Vorteil: Diese Nanobots würden nicht nur ohne Energieverbrauch von Außen durch den Körper getragen, sie könnten auch auf die Suche nach einzigartigen Molekülstrukturen und Substanzen programmiert werden. Die Forscher haben vor allem Krebszellen im Sinn, wenn sie von den Einsatzmöglichkeiten sprechen. In einer Mini-Kammer sollen die Nanobots Zellgifte transportieren, die über Mini-Ventile erst dann ausgesetzt werden, wenn der Bot an einer zu zerstörenden Krebszelle angedockt hat. Der Vorteil: Das für die Nanobots verwendete Silizium ist eng mit dem im Körper vorkommenden Kohlenstoff verwandt und wird daher gut vertragen. Auch die Ausscheidung soll daher unproblematisch laufen.

Die diesen Resultaten zugrunde liegende Technologie basiert auf nanomechanischen Geruchsensoren, die bereits in Zürich und Basel entwickelt wurden. Anwendungsgebiete dieser Sensoren sind hauptsächlich Qualitäts- und Prozesskontrolle, in der zum Beispiel Prozessgase oder Lösungsmitteldämpfe analysiert werden müssen. Da solche Sensoren nicht nur in Gasen, sondern auch in Flüssigkeit anwendbar sind, steht einem Einsatz im menschlichen Körper wenig entgegen.

Kontakt:
IBM, Tel.: 01803/313233