Medizin: Roboter aus Molekülen markieren Zellen

US-Forscher haben Nanoroboter aus Antikörpern und DNA-Strängen entwickelt, die bestimmte Zellen im Körper kennzeichnen. So können diese Zellen gezielt bekämpft oder von einer Behandlung ausgenommen werden.

Artikel veröffentlicht am 30. Juli 2013, 18:41 Uhr, Werner Pluta

Maria Rudchenko im Labor: Zellen in 15 Minuten markiert (Bild: Hospital for Special Surgery)

US-Wissenschaftler haben winzige Roboter in Molekülgröße entwickelt. Diese sollen künftig dabei helfen, Arzneimittel an ganz bestimmten Stellen im Körper abzuliefern.

Molekülroboter oder Molekülautomaten nennen die Forscher um Maria Rudchenko vom Hospital for Special Surgery (HSS) in New York City ihre Entwicklung. Sie bestehen aus Antikörpern und kurzen DNA-Strängen, sogenannten Oligonukleotiden. Diese können im Labor gezielt aus bestimmten Sequenzen hergestellt werden.

Verschiedene Rezeptoren

Jede Zelle hat verschiedene Rezeptoren, an denen Antikörper oder Arzneimittel andocken und dadurch eine bestimmte Reaktion in der Zelle auslösen. So setzen sich Arzneimittel beispielsweise an Zellen fest, die eine Krankheit auslösen und machen sie unschädlich. Bei anderen Zellen funktioniert das jedoch nicht so gut, da diese keinen einzigartigen Rezeptor haben. Das bedeutet, dass ein Wirkstoff nicht nur kranke, sondern auch gesunde Zellen im Umfeld beeinflusst.

Die Molekülroboter sollen helfen, das zu verhindern: Sie sind so beschaffen, dass sie nur bestimmte Zellen ansteuern. Die Forscher schufen Molekülroboter mit Rezeptoren, die nur ein bestimmter Teil der weißen Blutkörperchen im menschlichen Blut aufweist. Es gibt drei verschiedene Typen von Robotern. Jeder ist mit einem Rezeptor und einem DNA-Strang ausgestattet. Die DNA-Stränge sind so beschaffen, dass sie eine hohe Affinität zu den Strängen der anderen Roboter haben.

Test mit weißen Blutkörperchen

Die Wissenschaftler ließen die Roboter auf weiße Blutkörperchen los, die sie zuvor gesunden menschlichen Spendern abgenommen hatten. Fanden zwei verschiedene Roboter jeweils einen passenden Rezeptor an der gleichen Zelle, reagierten deren DNA-Stränge miteinander: Bestimmte Teile der Stränge wurden abgeworfen, die anderen Teile verbanden sich zu einem Strang, der an der Zelle hing. Auf diese Weise seien nur bestimmte Zellen gekennzeichnet worden, schreiben die Forscher vom HSS und der Columbia-Universität in der Fachzeitschrift Nature Nanotechnology.

Dieser Vorgang gehe relativ schnell, sagt Rudchenko. Es habe etwa 15 Minuten gedauert, bis Zellen mit einer solchen Markierung versehen worden seien. Die Idee ist, auf diese Weise eine Sorte von Zellen zu kennzeichnen - entweder, um sie bekämpfen oder schützen zu können. Dadurch soll eine gezielte Therapie möglich werden.