Smartwatch steuert Insulinbildung

08. Juni 2021 10:18

Basel - ETH-Forschende nutzen handelsübliche Smartwatches, um Zellimplantate unter der Haut zu steuern. Solche Genschalter könnten etwa die Produktion von Insulin im menschlichen Körper durch das An- oder Abschalten der pulsmessenden Uhren steuern.

In einigen Jahren könnte es möglich sein, mit handelsüblichen Smartwatches etwa die Diabetesbehandlung zu steuern. Dafür haben Forschende der Eidgenössischen Technischen Hochschule Zürich (ETH) einen Genschalter entwickelt, der sich mit dem grünen LED-Licht solcher Uhren an- und ausschalten lässt.

Diese LED-Dioden, die kontinuierlich oder gepulst grünes Licht abgeben, sind in modernen Sportuhren oder Smartwatches integriert. Dieses grüne Licht durchdringt die Haut, um den Puls zu messen. „Ein molekulares System, das auf Grünlicht reagiert, gibt es natürlicherweise in menschlichen Zellen nicht“, erklärt Professor Martin Fussenegger vom Basler ETH-Departement Biosysteme in einer Mitteilung seiner Hochschule. „Wir mussten deshalb etwas Neues konstruieren.“

Das grünlichtregulierte Gen-Netzwerk braucht einen molekularen Schalter. Dafür wird in die Membran bestimmter Zellen ein Molekülkomplex eingebaut, „der ähnlich einer Eisenbahnwagenkupplung mit einem entsprechenden Gegenstück gekoppelt ist“, so die ETH. Wird das grüne Licht angeschaltet, löst sich das in das Zellinnere hineinragende Stück ab und wird in den Zellkern transportiert. Dort schaltet es ein Gen an, das Insulin produziert. Sobald das Licht ausgeschaltet wird, verbindet sich das abgekoppelte Teil wieder mit seinem Gegenstück in der Zellmembran und die Insulinherstellung stoppt.

„Es ist das erste Mal, dass man mit kommerziell erhältlichen intelligenten elektronischen Geräten, die auf der Hautoberfläche getragen werden, sogenannten Wearables, ein solches Implantat steuern kann“, so Fussenegger. Für derartige Anwendungen müssten Nutzerinnen und Nutzer also keine speziellen Geräte kaufen. Doch werde es noch wenigstens zehn Jahre dauern, bis diese Methode in die klinische Anwendung komme. Die Hürden dafür sind laut Fussenegger hoch: „Bis heute gibt es nur sehr wenige zugelassene Zelltherapien.“ mm

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