Nach dem Vorbild der Natur Forscher bauen mit Rattenzellen künstliche Qualle

Es schwimmt wie eine echte Qualle - dabei handelt es sich bei diesem "Medusoid" um eine Silikonfolie, auf der Zellen aus einem Rattenherz gewachsen sind. Das klingt wie ein Frankenstein-Experiment - soll aber einmal herzkranken Menschen helfen.

Das Ding erinnert tatsächlich an eine Qualle - nur dass Tentakel und Innereien fehlen. Die Bewegungen aber, mit denen sich die Silikonfolie durch das Wasser bewegt, entsprechen derjenigen des natürlichen Vorbilds.

Wissenschaftler des California Institute of Technology (Caltech) in Pasadena und der Harvard University in Cambridge, USA, haben die künstliche Qualle aus einer dicken, biegsamen Silikonfolie und Zellen aus einem Rattenherz hergestellt und mit einem Stromstoß angeregt. Zuvor hatten sie die Form und die Verteilung der Zellen, die zur Bewegung notwendig sind, an Ohrenquallen studiert.

Dann brachten sie Muskelzellen aus einem Rattenherz dazu, in parallelen Bändern auf der Folie zu wachsen. Dann setzten sie ihre "Frankenqualle", wie sie auf der Homepage der US-Wissenschaftlervereinigung AAAS genannt wird, in eine Salzlösung, die sie unter Strom setzten, um die Rattenzellen zu aktivieren.

Nach einer Reihe von Versuchen gelang es ihnen, ihr "Medusoid" ähnlich effektiv schwimmen zu lassen wie eine echte Qualle. "Morphologisch haben wir eine Qualle gebaut. Funktionell haben wir eine Qualle gebaut. Genetisch ist das Ding eine Ratte", sagte Projektleiter Kit Parker, Biophysiker an der Harvard University, Nature News.

Für die Forscher ist ihr Versuch nicht nur eine Spielerei. Sie erhoffen sich davon Informationen darüber, wie man beschädigte Herzklappen reparieren oder ersetzen kann.

Auf die Idee, die künstliche Qualle herzustellen, war Parker 2007 während eines Besuchs im New England Aquarium in Boston gekommen. "Ich sah die Quallen, und es schlug bei mir ein wie der Blitz", sagte er. "Ich dachte: Ich weiß, wie ich das nachbauen kann."

Am Caltech untersuchte die Studentin Janna Nawroth den Aufbau von Ohrenquallen, um zu verstehen, wie die Medusen schwimmen. Und die Art, wie die elektrischen Signale die Muskeln in Bewegung setzen, erinnerte die Wissenschaftler an ein schlagendes Herz. Nawroth gelang es, einzellige Lagen von Rattenherzmuskeln auf einer Folie wachsen zu lassen, die aus dem Silizium-Polymer Polydimethylsiloxan bestand.

Mit Hilfe von Elektroden erzeugen die Wissenschaftler elektrische Felder in einer Salzlösung, in der die Rattenzellen wie Muskeln funktionieren. Sie ziehen sich und die Folie zusammen, drücken so das Wasser nach hinten weg und lassen das "Medusoid" nach vorn schwimmen. Dann kehrt die elastische Folie in die Ausgangslage zurück.

Die Wissenschaftler wollen ihr Experiment mit menschlichen Herzzellen wiederholen. Mit einem entsprechenden "Medusoid" ließe sich vielleicht in Zukunft die Wirkung von Herzmedikamenten testen, hofft Parker.