Nanotechnologie: Stammzellen mit Nanorobotern gezielt umwandeln
Eine Forschungsgruppe der Technischen Universität München(öffnet im neuen Fenster) hat eine Methode entwickelt, um menschliche Stammzellen gezielt zu stimulieren. Mithilfe von mechanischem Druck konnten diese in Knochenzellen umgewandelt werden.
Genutzt wurde dafür ein Gelkissen mit einem Durchmesser von 60 Mikrometern. Darin befanden sich mehrere Millionen Nanoroboter, die aus Goldstäbchen und Kunststoffketten bestehen.
Eingebettet in das Kissen waren außerdem Stammzellen, die über drei Tage hinweg mit einem präzise abgestimmten Druck auf genau definierte Bereiche der Zellwand und einem zugehörigen Rhythmus stimuliert wurden. Drei Wochen später hatten sich daraus Knochenzellen entwickelt.
Weitere Zelltypen in Arbeit
Laut dem Forschungsteam unter Leitung von Berna Özkale Edelmann, verantwortliche Autorin der in Advanced Materials(öffnet im neuen Fenster) erschienenen Studie, war es bisher äußerst komplex, eine gezielte Transformation der mesenchymalen Stammzellen, sogenannter Reparaturzellen, hervorzurufen. Mit dem speziellen Belastungsmuster durch die Nanoroboter soll genau dies verlässlich möglich sein.
Nach Knochenzellen sollen in den nächsten Schritten auch Muskel- und Knorpelzellen erzeugt werden. Das entsprechende Muster aus Rhythmus und nötigem Druck muss dafür jeweils noch gefunden werden. Dann könnten die zwischen 10 und 20 Mikrometer großen Zellen genau in den Zelltyp umgewandelt werden, der für die jeweilige Therapie nötig ist.
Anzahl muss deutlich steigen
Dafür seien ungefähr eine Million davon notwendig. Noch befinden sich in einem der eingesetzten Gelkissen aber nur einige wenige Zellen. Der Prozess soll deshalb schnellstmöglich automatisiert werden, um die Herstellung entsprechend zu beschleunigen.