Nanobots ohne Grenzen
Robotik und Nanotechnologie sind zwei der spannendsten Zukunftsfelder der Medizin.
Nanobots ohne Grenzen
Robotik und Nanotechnologie sind zwei der spannendsten Zukunftsfelder der Medizin. Dass ein 120 Nanometer kleiner Roboter, der direkt mit biologischen Zellen interagieren kann, die wissenschaftliche Community begeistert, überrascht daher nicht wirklich. Der Nanozwerg, der dem Roboter auf unserem Foto offen gesagt eher nicht ähnelt, soll unter anderem in der Krebstherapie und beim Kampf gegen die Alzheimer-Demenz zum Einsatz kommen.
Im Grunde sind den Anwendungsmöglichkeiten der Nanorobots, die auch schon mal lässig auf das „ro“ verzichten und als Nanobots daherkommen, keine Grenzen gesetzt. Mal säubern sie das Blut von MRSA-Toxinen (und den Bakterien selbst), mal bohren sie Löcher in Tumorzellen und füttern diese mit toxischen Substanzen, mal transportieren sie Thrombin in die Gefäße des Malignoms und töten dieses durch multiple Thrombosierungen. Natürlich empfiehlt es sich die Begeisterung über so viel nanomäßigen Killerinstinkt an dieser Stelle etwas zu zügeln. Schließlich sind die Studien zu diesen Anwendungen bisher ausschließlich in vitro bzw. bei Mäusen und Minischweinen durchgeführt worden. Dennoch verblüffen die verschiedenen Ansätze, die sich die Wissenschaftler in Zusammenarbeit mit Ingenieuren und Softwareentwicklern haben einfallen lassen.
Im Kampf gegen Krebszellen
Da wäre einmal der kleinste Bohrer der Welt. Ein Team der Durham University in England hat in Nature eine Arbeit zu diesem Thema veröffentlicht und nach einer etwa zehnmaligen Lektüre des Abstracts würde man sagen, das Ganze funktioniert in etwa so: Eine Art „molekulare Maschine“ bindet an die Zellmembran und wird durch einen äußeren Reiz – in diesem Fall ultraviolettes Licht – dazu angeregt, mit zwei bis drei Millionen Umdrehungen pro Sekunde zu rotieren. Dadurch entsteht ein Loch in der Membran und der Nanobot kann Substanzen in die Zelle abgeben, die eine Apoptose einleiten oder zum unkontrollierten Zelltod führen.
In einer weiteren Studie hat ein chinesisches Forscherteam DNA so „programmiert“, dass sie einen Hohlraum bildet und als Transportmedium für alles Mögliche dient, z. B. für die Protease Thrombin. Die zum Nanobot umfunktionierte DNA bindet außerdem ein Molekül, das spezifisch in Endothelzellen von Tumorgefäßen gebildet wird. Die Bindung löst schließlich eine Entleerung aus, das Thrombin führt zur Koagulation in den Tumorgefäßen und damit zur Nekrose.
Kleine Schwimmer reinigen Blut
Spektakulär auch, was Forschern der University of California San Diego gelungen ist: Sie haben Nanobots entwickelt, die das Blut von Toxinen und Bakterien reinigen können. Diese Nanobots sind etwa 25mal schmäler als der Durchmesser eines menschlichen Haars und sie können mit 35 Mikrometern pro Sekunde im Blutstrom „schwimmen“. Der Impuls zu dieser Bewegung wird extern über Ultraschall gegeben. Wie die Forscher berichten, hatten mit MRSA kontaminierte Blutproben nach fünf Minuten Nanobot-Behandlung bereits nur mehr ein Drittel so viele Bakterien wie die unbehandelte Blutprobe.
Alles sehr beeindruckende Ergebnisse – bis die intelligenten Nanodocs allerdings in die therapeutische Routine einfließen können, werden wohl noch einige Jahre vergehen. Probleme wie die mögliche Aktivierung der körpereigenen Immunabwehr durch die Nanobots müssen bis dahin gelöst sein.