Nanotech-Schwämme gegen Vergiftungen

Ingenieure an der University of California in San Diego (UCSD) http://ucsd.edu haben einen Nanoschwamm entwickelt, der im Blutkreislauf viele gefährliche Gifte effizient neutralisieren kann. Denn er zieht sogenannte porenbildende Toxine an, die Zellwände zerstören. Diese kommen beispielsweise in Bienen- und Schlangengiften vor, werden aber auch von multiresistenten Keimen freigesetzt. Die Nanotech-Schwämme funktionieren, weil sie mit der Membran roter Blutkörperchen umhüllt sind. Im Versuch an Mäusen konnten die Schwämme die Sterblichkeitsrate bei einer eigentlich tödlichen Dosis um bis zu 89 Prozent senken.

Falsche Blutkörperchen

Ein wichtiger Vorteil der aktuell in Nature Nanotechnology vorgestellten Entwicklung ist die vielseitige Einsetzbarkeit. „Statt spezielle Behandlungen für einzelne Gifte zu schaffen, entwickeln wir eine Plattform, die Toxine neutralisieren kann, welche von einem breiten Spektrum an Pathogenen stammen, darunter MRSA und andere antibiotikaresistente Bakterien“, erklärt Liangfang Zhang, Nanotechniker an der UCSD Jacobs School of Engineering. Möglich machen das etwa 85 Nanometer große Schwämme aus einem biokompatiblen Polymer, die mit Stücken der Zellwand von roten Blutkörperchen überzogen werden.

Genau diese Hülle ist es, dank der die Entwicklung funktioniert. Denn einerseits vermeiden die falschen Blutkörperchen so die Aufmerksamkeit des körpereigenen Immunsystems und andererseits fungieren sie dadurch als Köder für viele porenbildende Toxine. Denn da die Nanoschwämme rund 3.000 Mal kleiner sind als echte rote Blutkörperchen, reicht schon eine relativ kleine Dosis, damit mehr Schwämme als eigentliche Blutkörperchen im Blutkreislauf sind. Toxine, die normalerweise die Zellmembran roter Blutkörperchen angreifen, schlucken also leicht den Köder und werden so unschädlich gemacht.

Effektiv bei Mäusen

Wie effektiv die Nanoschwämme Gifte binden, haben die Forscher an Mäusen getestet, die eine eigentlich tödliche Dosis des MRSA-Toxins Alpha-Hämolysin abbekommen haben. Waren die Tiere vorab mit Nanoschwämmen geimpft, haben 89 Prozent überlebt, bei Injektion der Köder erst nach der Vergiftung lag die Überlebensquote immerhin noch bei 44 Prozent. Im Experiment hat sich ferner gezeigt, dass die Leber sowohl die Nanoschwämme als auch die aufgenommen Toxine mit der Zeit harmlos abbaut.

Prinzipiell setzen die Forscher große Hoffnungen in ihre Entwicklung. Eine der ersten Anwendungen, die dem Team vorschwebt, ist eine Behandlung, um die Heftigkeit von MRSA-Infektionen zu mindern. Bis die Nanoschwämme wirklich beim Menschen zur Anwendung kommen können, dürfte es aber noch eine Weile dauern. Einer der nächsten Schritte ist den Forschern zufolge, erst einmal klinische Studien zu betreiben.