Mikroschwamm filtert Giftstoffe aus dem Blut

Den Versuchstieren wurde ein Nano-Mikrofilter gespritzt, der Giftstoffe im Körper der Tiere absorbiert. Bild: © fotolia.de

An der amerikanischen »University of California« in San Diego haben Wissenschaftler einen Nanoschwamm entwickelt, der sogenannte porenöffnende Toxine aus dem Blut filtern kann. Porenöffnende Gifte können Zellwände durchstechen, wodurch diese absterben. Bei Versuchen mit Mäusen, denen eine tödliche Dosis dieser Giftsubstanzen verabreicht worden war, überlebten immerhin beinahe die Hälfte der Versuchstiere. Die Forscher hoffen, dass ihre Neuentwicklung bei zahlreichen Giftstoffen eingesetzt werden kann. Auch der gefürchtete Krankenhauskeim MRSA und das EHEC-Bakterium, die beide für schwere Erkrankungen und sogar Todesfälle verantwortlich sind, sollen damit wieder besser zu bekämpfen sein. Aber auch Schlangen- und Spinnengifte, die schwierig aus dem Körper entfernt werden können, soll der neue Mikroschwamm herausfiltern. Normalerweise benötigt jedes Gift ein spezielles Gegengift, doch die Nanoschwämme haben ein Potenzial als umfassendes Heilmittel gegen Giftsubstanzen.

Nanoschwämme tarnen sich als Blutkörperchen

»Diese medizinische Innovation öffnet neue Wege, um Gifte aus dem Organismus zu entfernen«, erklärt Liangfang Zhang von der kalifornischen Universität San Diego. Er formte mit einem Wissenschaftsteam winzige Nanopartikel aus Biopolymeren auf Milchsäurebasis. Diese Nanopartikel – mit einem Kern, der Gifte absorbieren kann – erhielten eine Hülle, die sie wie rote Blutkörperchen aussehen lässt. Durch diese Täuschung docken die Giftmoleküle an die Mikroschwämme an, der Kern nimmt die Gifte auf und die Konzentration der Giftsubstanzen im Blut nimmt ab.

Die ersten Tierversuche waren erfolgreich und bestätigen die Wirksamkeit der Mikrofilter. Die Wissenschaftler verabreichten den Mäusen ein Alpha-Toxin. Ein solches Toxin wird beispielsweise von den MRSA-Keimen im Körper freigesetzt, was die roten Blutkörperchen zerstört und letztlich zum Tode führt. Die Tiere, die mit den Nanoschwämmen behandelt wurden, überlebten zu 44 Prozent die eigentlich tödliche Menge an Giftstoffen. Erhielten die Versuchstiere die Nanoschwämme schon vor der Verabreichung der Giftsubstanzen, überlebten sogar 89 Prozent. Auch Schlangen- und Bienengifte oder eine Milzbrand-Infektion wirken ähnlich wie das Alpha-Toxin. Die Forscher hoffen daher, in Zukunft auch für solche Vergiftungen eine wirksame Waffe zu haben.

Klinische Tests in Planung

Auch wenn die Studienergebnisse äußerst vielversprechend sind, wird bis zur medizinischen Anwendung noch viel Zeit vergehen. Die Wirkung bei Mäusen ist nicht ohne Weiteres auf den Menschen übertragbar und auch schädliche Nebenwirkungen müssen erst noch ausgeschlossen werden. Allerdings hoffen die Forscher, dass sie schon in naher Zukunft mit einer klinischen Testphase starten können, denn die Substanz, aus der die Mikroschwämme hergestellt sind, ist schon als Wirkstoff zugelassen.

Quelle:  Che-Ming J. Hu, Ronnie H. Fang, Jonathan Copp, Brian T. Luk & Liangfang Zhang: A biomimetic nanosponge that absorbs pore-forming toxins, Nature Nanotechnology (2013), doi: 10.1038/nnano.2013.54

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