Mikroroboter reparieren verletztes Rückenmark

Die Forschenden der ETH Zürich und die an der Universität Zürich Forschenden stellten ihren neuen Ansatz am Dienstag in der Fachzeitschrift «Nature Materials» vor.

Der Ansatz soll Nachteile bisheriger Therapien umgehen, bei denen etwa implantierte Elektroden nötig sind oder transplantierte Zellen schlecht überleben, wie die beiden Forschungseinrichtungen mitteilten.

Winzige Roboter

Die von den Forschenden entwickelten «NPC-Bots» sind rund sechs Mikrometer gross. Zur Veranschaulichung: Ein menschliches Haar hat eine Dicke von etwa 50 bis 100 Mikrometern. Sie bestehen aus lebenden Vorläuferzellen von Nerven. Diese Vorläuferzellen werden aus Körperzellen gewonnen, die im Labor zu Stammzellen zurückprogrammiert werden. Kombiniert werden sie mit speziellen Nanopartikeln. Diese Partikel reagieren auf äussere Magnetfelder und wandeln diese Reaktion in elektrische Impulse um.

Mit externen Magnetfeldern lassen sich die Mikroroboter exakt an die verletzte Stelle im Rückenmark lenken. Dort angekommen, fördern die durch die Magnetfelder ausgelösten elektrischen Impulse die Umwandlung der Stammzellen in neue Nervenzellen.

Zebrafische schwimmen wieder

Das Forscherteam testete die Methode erfolgreich an Tieren. Bei Zebrafischlarven mit Rückenmarksverletzungen führte die Behandlung nach nur drei Tagen zu einem nahezu normalen Schwimmverhalten. Bei Mäusen mit vollständig durchtrenntem Rückenmark verbanden sich die Nervenzellen an der Verletzungsstelle nach 28 Tagen wieder. Ihr Gangbild, ihre Koordination und ihr Bewegungsverhalten normalisierten sich deutlich. Die Tiere vertrugen die Behandlung gut und zeigten keine schädlichen Nebenwirkungen.

Bis zu einer Anwendung am Menschen wird es laut den Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern allerdings noch länger dauern. Zuerst müssten klinische Aspekte geklärt und die optimalen Magnetfelder sowie die ideale Stimulationsdauer für den Menschen getestet werden.