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Wir sind die Borg: Kann ein Nanochip aufwendige OPs ersetzen?

Benedikt Plass-Fleßenkämper 09.08.2017

Wissenschaftler haben einen Nanochip entwickelt, der Körperzellen in beliebiges Zellmaterial umwandelt. Ohne Eingriff und durch bloße Berührung sollen so zukünftig schwere Verletzungen und Krankheiten geheilt werden. Ein Meilenstein für die Medizin der Zukunft?

Ein offener Bruch, zerstörtes Gewebe, beschädigte Blutgefäße – nach einem schweren Unfall helfen oft nur aufwendige Operationen, um verletzte Körperteile eines Patienten zu retten. Im schlimmsten Fall versagt die Durchblutung und Extremitäten wie Arme und Beine müssen amputiert werden. Geht es nach einer Gruppe von Wissenschaftlern an der Ohio State University, lassen sich solche Szenarien künftig ohne invasive Eingriffe und schwere Folgeschäden regeln. Ihre Lösung: Ein kleiner Chip, der für wenige Sekunden auf die Haut gelegt wird.

Die Forscher haben einen Nanochip entwickelt, der in der Lage ist, menschliche Körperzellen durch bloße Berührung umzuprogrammieren und in jede beliebige Art von Zellmaterial umzuwandeln. Sie nennen das Prinzip Tissue Nanotransfection. Dabei wird der Chip mit genetischem Material ausgestattet, das dem der benötigten Zellart entspricht. Anschließend wird er auf gesundes Zellmaterial wie etwa menschliche Haut gelegt. Durch einen einmaligen elektrischen Impuls werden die Zellinformationen übertragen und die Umprogrammierung beginnt.

Der Chip wird einfach auf die Haut gelegt. Ein elektrischer Impuls überträgt die Zellinformationen.

Der Chip kann anschließend sofort wieder entfernt werden. Die behandelten Zellen verwandeln sich eigenständig und dauerhaft in das für die Heilung der jeweiligen Verletzung benötigte Zellmaterial. „Mit dieser Technologie können wir Hautzellen durch bloße Berührung in Elemente eines jeden Körperorgans verwandeln“, sagt L. James Lee, Co-Autor der Studie, die jüngst veröffentlicht wurde. „Der Prozess dauert weniger als eine Sekunde und erfordert keinen invasiven Eingriff.“

Im Experiment mit einer Maus wendeten die Wissenschaftler den Chip auf ein verletztes Bein an, dessen Blutversorgung nicht mehr funktionierte. Sie verwandelten Hautzellen in neue Blutgefäße. Bereits nach einer Woche waren frische, aktive Blutgefäße gewachsen. Nach zwei weiteren Wochen war die Blutversorgung wiederhergestellt und das Bein gerettet. In anderen Experimenten konvertierten die Wissenschaftler Hautzellen zu Nervenzellen und injizierten sie Mäusen mit einem Hirnschaden, der mit einem menschlichen Schlaganfall vergleichbar ist. Die Tiere konnten geheilt werden.

Die Methode hat laut der Forscher eine Erfolgsquote von 98 Prozent und soll im nächsten Jahr auch an Menschen getestet werden. „Tatsächlich sind wir selbst überrascht davon, wie gut das Prinzip funktioniert“, sagt Lee in einer Stellungnahme. „In meinem Labor forschen wir weiter, um den Mechanismus zu verstehen und ihn noch besser einsetzen zu können. Das ist also nur der Anfang.“ Sollte die Methode wie gewünscht funktionieren, sei es etwa möglich, neue Hirnzellen aus Hautzellen zu gewinnen und diese ins Gehirn zu injizieren, um Krankheiten wie Alzheimer zu behandeln.

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