Zürcher Forschende reparieren durchtrenntes Rückenmark

(CONNECT) Forschende haben einen neuen und minimalinvasiven Weg gefunden, das durchtrennte Rückenmark von Lebewesen zu reparieren. Ohne körperfremde Elektroden oder Kabel ist dies einem Forschungsteam der Eidgenössischen Technischen Hochschule Zürich (ETH) und der Universität Zürich bei Zebrafischen und Mäusen bereits gelungen. Nach den laut einer ETH-Mitteilung „äusserst vielversprechenden Ergebnissen“ aus dieser Studie bedürfe es aber noch intensiver Tests, bis eine Anwendung am Menschen möglich werde.

Für seinen gänzlich neuen Ansatz hat das Team einen biohybriden Mikroroboter entwickelt. Dabei werden lebende neurale Vorläuferzellen (Neural Progenitor Cells, NPC) mit magnetoelektrischen Nanopartikeln so verbunden, dass diese dann mithilfe von externen Magneten genau an die richtige Stelle gelenkt werden können, wo sie dann die Stammzellen stimulieren. „Wir können durch die mikrorobotische Steuerung die Behandlung präziser und minimalinvasiver machen“, wird Senior Scientist und Studienerstautor Hao Ye zitiert.

Aus der Kombination dieser speziellen Nanopartikel und den Vorläuferzellen fabrizieren die Forschenden nur sechs Mikrometer grosse NPC-Bots. Je nach Testvariante benötigen sie für zellbasierte Studien Hunderttausende und für Tierversuche mehrere Millionen dieser Mikroroboter. Für deren Produktion haben sie etwa 1 Quadratzentimeter grosse Lab-on-Chip-Systeme entwickelt.

Bei Zebrafischlarven wurden die Mikroroboter exakt an die verletzte Stelle gespritzt und elektromagnetische Felder erzeugt. Nach nur drei Tagen zeigten die Zebrafische ein nahezu normales Schwimm- und Erkundungsverhalten. Bei Mäusen waren die durchtrennten Nervenzellen nach 28 Tagen wieder verbunden. Das ist umso bemerkenswerter, als sich bei Mäusen im Gegensatz zu Zebrafischen das Rückenmark normalerweise nicht regeneriert. Schädliche Nebenwirkungen wurden bei beiden nicht festgestellt.

„Die reproduzierbare und skalierbare Herstellung von Mikrorobotern mit unserem Lab-on-a-Chip-System zeigt, dass das Anwendungspotenzial der Plattform über die Grundlagenforschung hinausgeht“, erläutert Professor Salvador Pané i Vidal vom Multi-Scale Robotics Lab der ETH. Das Verfahren könnte zum Beispiel auch für die Kardiologie, die Onkologie, die Wundheilung und andere gezielte regenerative Therapien angepasst werden. ce/mm