DNA-Computer gegen Krankheiten

Nano-Klinik versorgt automatisch mit Medikamenten

Israelischen Forschern ist es gelungen mit kleinsten Bestandteilen eine „Nanoklinik“ im Körper einzurichten, die gewisse Zeichen von Erkrankungen automatisch entdeckt und dann für die geeignete Medikation sorgt. Dies berichten die Forscher in der jüngsten Ausgabe des Wissenschaftsmagazins Nature. Bisher ist diese Miniklinik allerdings nur im Reagenzglas untersucht worden.

Das Forscherteam unter Leitung von Ehud Shapiro vom Weizman Institut in Rehovot hat die Bestandteile dieser Nanoklinik auf ein Maß gebracht, so dass ungefähr eine Billion dieser Bestanteile in einen Mikroliter passt. Anstelle von Silikonchips und elektrischen Leitern oder Halbleitern arbeiten in der Nanoklinik synthetische DNA-Moleküle, die auf Veränderungen so reagieren, dass sie gewisse biologische Moleküle abgeben. Das System arbeitet dabei wie ein Computer, der durch einfache Algorithmen läuft.

Eine dieser Algorithmen ist etwa in der Lage Prostatakrebs zu diagnostizieren, indem er die Werte von zwei Messenger RNA-Molekülen feststellt. Sind dann noch zwei andere Werte erhöht, steht fest, dass Prostatakrebszellen in der Umgebung sind. Das analytische Segment „stimmt zu“, dass Krebszellen vorhanden sind, und entlässt ein drittes Segment, ein Medikament gegen Krebs. In der neuartigen Behandlungsmethode nutzen die Forscher das Wissen, dass bei jeder Erkrankung Gene verändert werden. Der DNA-Computer kann dann darauf reagieren. Prinzipiell verspricht diese Art der Therapie hohe Wirksamkeit. Theoretisch könnte damit auch jede Erkrankung im Körper behandelt werden. Jedes ausreichend lange RNA-Molekül ist in der Lage, die Input-Unit der Nanoklinik zu steuern. Jedes einzelsträngige DNA-Molekül, das mindestens 21 Basen enthält, kann als Medikament dienen.

„Es ist zwar etwas zu früh, um über Anwendungen des DNA-Computers nachzudenken“, meint Lloyd Smith, DNA-Computer-Experte der University of Wisconsin. Es gebe noch viele Hürden zu überwinden, aber im Großen und Ganzen sei die Konzeption großartig, so der Forscher. Wann solche „Nanokliniken“ tatsächlich anwendbar sein werden, wagt jedoch keiner der Wissenschaftler zu sagen.