Nanotechnologie Doktor im Blut

  • Nanomediziner entwickeln winzige Geräte, die durch den Blutstrom des Patienten navigieren.
  • Sie sollen Medikamente dort freisetzen, wo sie gebraucht werden.
  • Besonders nützlich könnte das beim Kampf gegen Tumore, Blutgerinnsel oder Netzhaut-Erkrankungen sein.
Von Christian J. Meier

Die Idee ist alt, bereits 1966 navigierte in dem Hollywood-Film "Die fantastische Reise" ein geschrumpftes U-Boot samt Besatzung durch die Adern eines Patienten. Es sollte in dessen Gehirn ein inoperables Blutgerinnsel herauslasern. Neu ist, dass seit einigen Jahren Mediziner und Ingenieure solche Visionen tatsächlich umsetzen wollen, etwa in einem Labor an der Universitätsklinik in Erlangen. Dabei sieht es hier nicht gerade wie in einer Werkstätte für medizinische Visionen aus, eher wie in einem ganz normalen Behandlungsraum: Patientenliege, wuchtige Apparate und Monitore, auf denen Röntgenbilder eines Blutkreislaufs zu sehen sind.

Hier arbeitet der Mediziner Christoph Alexiou an Winzlingen, die Krankheiten von innen eliminieren sollen. "Ich will das in den Patienten bringen", sagt der Leiter der Sektion für experimentelle Onkologie und Nanomedizin. In wenigen Jahren möchte er in klinischen Tests mit einer Art Lenkwaffe in Virusgröße Tumore zerstören. Auch Arteriosklerose und Sepsis nimmt das Erlanger Team ins Visier.

"Zwar wird die Operation der Goldstandard der Krebsbehandlung bleiben", sagt Alexiou. Doch lassen sich Tumore nicht immer mit dem Skalpell beseitigen, etwa weil sie im Gehirn liegen. Ins Blut injizierte Krebsmedikamente erreichen zwar den Krankheitsherd. Aber nur ein kleiner Teil davon. Das meiste verteilt sich im ganzen Körper. Chemotherapien haben daher oft massive Nebenwirkungen.

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Medizintechnik

Der Roboter in mir

Forscher haben einen nur wenige Millimeter großen Roboter gebaut, der den menschlichen Körper bereisen soll. Dort könnte er Medikamente transportieren oder Tumorzellen verbrennen.   Reportage von Jan Schwenkenbecher, Stuttgart

Dieser Schrotflinten-Ansatz störte den Medizinpionier Paul Ehrlich bereits 1907. Er wollte am liebsten "magische Kugeln gießen, die nur den Krankheitserreger treffen". Zu diesen Zeiten war das ein ferner Traum. Erst knapp 80 Jahre später plante der amerikanische Ingenieur Eric Drexler Roboter von der Größe weißer Blutzellen. Ein Bordcomputer sollte diese "Zellreparaturmaschinen" durch den Blutstrom steuern, dank Sensoren Krankheitsherde erkennen, zum Beispiel eine Ablagerung in einem winzigen Gefäß im Gehirn, und diese mit Werkzeugen entfernen, die nicht größer sind als ein Molekül. Auch dieses Vorhaben blieb eine Vision.

"Statt eine Maschine mit Intelligenz auszustatten, nutzen wir die Logik der Biologie."

Zwar bauen Forscher heute Antriebe, Fühler oder Roboterarme, die so winzig sind, dass für sie das flüssige Innere einer Zelle einem Badesee gleicht. Doch ein Bordcomputer von wenigen Nanometern (Millionstel Millimeter) Größe, der in der Lage wäre, ein komplexes Gerät aus solchen Bauteilen zu steuern, ist immer noch nicht in Sichtweite. Aber heutige Forscher setzen ohnehin nicht mehr darauf, Roboter auf Nanogröße zu schrumpfen. Das erscheint ihnen viel zu umständlich.

"Wir wollen die Komplexität stark reduzieren", sagt Volker Mailänder, Arzt und Wissenschaftler an der Universitätsmedizin Mainz sowie am dortigen Max-Planck-Institut für Polymerforschung. Nur so lasse sich die Technologie in absehbarer Zeit in den klinischen Alltag bringen. Der Ansatz des Teams um Mailänder und die Chemikerin Katharina Landfester ist dennoch trickreich: Die Forscher füllen winzige Kunststoffkapseln mit dem Krebsmedikament und injizieren sie in den Körper. Die Nanopartikel sollen die Krebszellen dann von selber finden.

Dazu überzieht das Team die Partikel mit sogenannten Antikörpern. Jedes dieser Moleküle ähnelt einem Schlüssel. Das dazu passende Schloss ist ein Protein, das allein die Tumorzellen an ihrer Oberfläche tragen. Begegnen sich die beiden Biomoleküle zufällig, dann verbinden sie sich. Das Partikel hat sein Ziel erreicht, dringt in die Krebszelle ein und gibt dort seine tödliche Fracht ab. Das erinnert ein bisschen an Paul Ehrlichs "magische Kugeln", denn an gesunden Zellen schwimmen die Nanopartikel ein vorbei. Volker Mailänder bringt die Taktik auf den Punkt: "Statt eine Maschine mit Intelligenz auszustatten, nutzen unsere Partikel die Logik der Biologie."