Winzige Motoren im Zellinneren erstmals getestet

Unter dem Mikroskop: Nanomaschinen im Inneren von Zellen. Bild: psu.edu

Wissenschaftler der Penn State University haben erstmals winzige Motoren im Inneren menschlicher Zellen angebracht und sie magnetisch gesteuert. Dies ist ein weiterer Schritt in Richtung molekularer Maschinen, die zum Beispiel dafür eingesetzt werden können, Medikamente gezielt an bestimmten Stellen des Körpers freizusetzen.

Dieser Forschungsansatz ist interessant, da die Wirkung von Medikamenten verbessert und gleichzeitig die Nebenwirkungen verringert werden können. Die raketenförmigen Metallpartikel werden durch Ultraschallimpulse angetrieben. Die Forschungsergebnisse wurden im Fachmagazin Angewandte Chemie International Edition veröffentlicht.

Laut dem leitenden Wissenschaftler Tom Mallouk können sich die Nanomotoren bewegen und im Inneren von Zellen an Strukturen stoßen. "Die lebenden Zellen zeigen dabei mechanische Reaktionen, die noch niemand zuvor gesehen hat. Diese Forschungsergebnisse zeigen, dass es möglich sein könnte, synthetische Nanomotoren für eine neuartige Erforschung der Zellbiologie einzusetzen."

Bis jetzt wurden Nanomotoren nur in vitro eingesetzt, aber nicht in lebenden Zellen. Bei einem nur niedrigen Einsatz von Ultraschall hatten die Nanomotoren nur geringe Auswirkungen auf diese Zellen. Wurde die Energiezufuhr erhöht, begannen sich die Nanomotoren zu bewegen und stießen an Organellen, also an Strukturen im Inneren der Zellen, die spezifische Funktionen erfüllen.

Einsatz zur Krebsbekämpfung

Die Nanomotoren konnten eingesetzt werden, um die Inhalte der Zelle grundsätzlich zu homogenisieren oder auch als eine Art Rammbock die Zellmembrane zu durchstechen. Laut Mallouk ist es denkbar, Nanomotoren zur Behandlung von Krebs und anderen Krankheiten einzusetzen, indem die Zellen vom Inneren aus mechanisch manipuliert werden. Zusätzlich könnten Nanomotoren intrazellulär für chirurgische Eingriffe eingesetzt werden und Medikamente schonend an lebendes Gewebe abgeben.

Es zeigte sich auch, dass sich die Nanomotoren autonom, also unabhängig voneinander, bewegen konnten. Diese Fähigkeit wird für spätere Anwendungen von Bedeutung sein. Autonome Bewegungen könnten den Nanomotoren dabei helfen, selektiv Zellen zu zerstören, die sie umgeben. "Sollen diese Motoren zum Beispiel Krebszellen aufsuchen und zerstören, dann ist es ein Vorteil, wenn sie sich unabhängig voneinander bewegen können. Es würde keinen Sinn machen, wenn sich sehr viele dieser Motoren in eine Richtung bewegen", so Mallouk.

Quelle: www.pressetext.com/Michaela Monschein