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Leben 30. April 2014

Nanoroboter in Lebewesen getestet

Erstmals funktioniert eine biologische Therapie wie ein Prozessor: Erreicht wurde die Rechenleistung eines Acht-Bit-Computers.

Wissenschaftler der Harvard University haben mit ihren israelischen Kollegen erfolgreich nanogroße Roboter bestehend aus DNA in ein Lebewesen eingeführt. Die „Nanobots“ sollen miteinander interagieren und logische Operationen wie ein Computer ausführen können. Vorrangig erhoffen sich die Forscher, die Krebstherapie zu revolutionieren, aber auch die Behandlung von anderen Krankheiten ist das ambitionierte Ziel.

Das Experiment haben die Wissenschaftler an einer Küchenschabe durchgeführt. Dabei soll sogar die Leistung eines Acht-Bit-Rechners wie des Commodore 64 aus den 1980er-Jahren möglich sein. Die Krebsbehandlung könnte revolutioniert werden, denn die Bots transportieren in ihren DNA-Strängen Medikamente zu den Krebszellen. „DNA-Nanoroboter könnten gegebenenfalls komplexe Programme ausführen, die eines Tages dazu dienen, Krankheiten mit nie da gewesener Raffinesse zu diagnostizieren und zu behandeln“, erklärt Daniel Levner, Bioingenieur in Harvard. Er und seine Kollegen von der israelischen Bar Ilan University haben die Nanobots erschaffen, indem sie verschiedene Eigenschaften von DNA nutzten.

Wenn diese auf ein bestimmtes Protein trifft, entfaltet sie sich in zwei Stränge. Es ist so möglich, dass sich die Nanobots entfalten, wenn sie auf spezifische Moleküle treffen, etwa die einer kranken Zelle. So können Medikamente mithilfe der Roboter gezielt bei Krebszellen landen. Im Experiment injizierten die Wissenschaftler verschiedene Nanobots in Küchenschaben. Nachverfolgt wurden die Bots mit fluoreszierenden Markierungen.

Laut den Forschern sind Präzision und Kontrolle der Roboter im Körper vergleichbar mit einem Computersystem. „Es ist das erste Mal, dass biologische Therapie so funktioniert wie ein Prozessor“, so Ido Bachelet vom Institut für Nanotechnologie an der Bar Ilan University. Je mehr Bots präsent seien, desto komplexere Anwendungszwecke würden möglich. „Ab einer gewissen Schwelle kann man alle möglichen Rechenoperationen ausführen. Diese Schwelle haben wir erreicht.“

Tests an Menschen ab 2019

So ist es nach Angaben des Teams möglich, die Computerleistung in der Küchenschabe auf die eines alten Rechners wie dem C 64 zu steigern. Bei der Nutzung im Körper von Krebspatienten existiert allerdings das Problem der Immunreaktion. Das Team ist aber zuversichtlich, das lösen zu können und will die Roboter stabil genug machen, um die Abwehrreaktion zu überleben. Laut Bachelet könnten Tests an Menschen innerhalb der nächsten fünf Jahre beginnen.Save

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