Zürcher Forscher: Gencomputer gegen Krebs entwickelt
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Zürcher ForscherGencomputer gegen Krebs entwickelt

Erfolg in der Krebsforschung: Forscher der ETH Zürich haben einen biologischen Computer konstruiert, der Krebszellen erkennt und zerstört. Der Zellcomputer soll bei Tieren getestet werden.

Bio-Computer erkennt und tötet kranke Zellen.

Bio-Computer erkennt und tötet kranke Zellen.

Forschern der ETH Zürich ist es gelungen, eine Art biologischen Computer in menschliche Zellen einzubauen. Das Netzwerk berechnet anhand verschiedener Faktoren, ob es sich um eine gesunde Zelle oder eine Krebszelle handelt - und leitet bei Letzterer die Zerstörung ein.

Der Schaltkreis besteht aus verschiedenen Genen, wie die ETH Zürich am Donnerstag mitteilte. Entwickelt haben ihn ETH-Forscher um Yaakov Benenson gemeinsam mit Kollegen des Massachusetts Institute of Technology (MIT). Die Wissenschaftler präsentieren ihre Erfindung in der neuesten Ausgabe des Fachmagazins «Science».

In eine Zelle eingesetzt, erkennt dieses Netzwerk - eine Art Computer aus biologischem Material - den Pegel von fünf molekularen Faktoren, die typisch sind für Krebs. Wenn alle fünf Faktoren einen bestimmten Schwellenwert in der Zelle überschreiten, aktiviert sich das Netzwerk und leitet eine Art Selbstmordprogramm der Zelle ein.

Krebsprofil erstellt

Die Forscher schleusten den Biorechner im Labor in verschiedene menschliche Zellen ein: in gesunde Zellen sowie in Krebszellen aus dem Gebärmutterhals, so genannte HeLa-Zellen. HeLa-Zellen gehören zu den besterforschten Krebszellen. Sie werden seit Jahrzehnten in Krebsforschungslabors weltweit untersucht und benutzt.

Die Experimente zeigten, dass der Schaltkreis die HeLa-Zellen zuverlässig zum Absterben brachte. Gesunde Zellen dagegen blieben verschont. Für diesen Erfolg war allerdings viel Vorarbeit nötig, wie die ETH schreibt. Benenson und sein Team mussten nämlich zuerst herausfinden, welche Signalmoleküle einzigartig sind für HeLa-Zellen.

Ein solches Profil zu erstellen, ähnele einer Krankheitsdiagnose, wird Benenson in der Mitteilung zitiert. «Ein Merkmal allein, wie beispielsweise Fieber, kann eine Krankheit nicht zuverlässig bestimmen.» Je mehr Faktoren der Arzt kenne, desto sicherer werde seine Diagnose.

Machbarkeit aufgezeigt

Schliesslich eruierten die Wissenschaftler fünf Signalmoleküle, so genannte Mikro-Ribonukleinsäuren. Diese Faktoren identifizieren eine Zelle zuverlässig als HeLa, wenn sie in einer bestimmten Konzentration vorliegen. Der Zellcomputer musste die fünf Faktoren miteinander verknüpfen, um die richtige Diagnose stellen zu können.

In einem nächsten Schritt wollen die Forscher ihren Zellcomputer in einem geeigneten Tiermodell testen. Sie hoffen, dass die Methode dereinst bei der Diagnose und Therapie von Krankheiten helfen kann. Eine Anwendung beim Menschen liege noch in weiter Ferne, sagte Benenson. Doch die Arbeit zeige die Machbarkeit solcher selektiver Diagnosen auf.

Noch zu lösen gilt es laut der Mitteilung das Problem, wie die fremden Gene effizient und sicher in die Zelle gebracht werden können, damit sie nur temporär dort bleiben. Zwar existieren Ansätze für ein solches Einschleusen mittels chemischer Methoden oder Viren, doch sind sie noch nicht ausgereift. (sda)

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