Menschliche Spermien
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Projekt der TU Dresden Neue Nanotechnologie: Mikroroboter aus Sperma

Mikroroboter aus WAS bitte? Sie haben richtig gelesen. An der TU Dresden wird an winzigen Robotern aus Sperma geforscht. Sie sollen helfen, Ursachen von Unfruchtbarkeit zu erkennen oder sogar Krebs bekämpfen.

von Claudia Pupo Almaguer

Menschliche Spermien
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Schnell und wendig sind sie, die kleinen Dinger. Dazu übertragen Spermien große Menge an Informationen - nämlich unser Erbmaterial, unsere Gene. Und genau diese Eigenschaften machen sie zu einem perfekten Forschungsobjekt für Wissenschaftler. An der TU Dresden untersucht die Biotechnologin Dr. Veronika Magdanz derzeit Spermien von Rindern. Das Ziel: Mikroroboter mit Spermien-Antrieb herstellen. Deren diagnostisches und therapeutisches Potential sei enorm, sagt sie:

Das ist die Vision, dass wir irgendwann einmal im menschlichen Körper ganz gezielt Medikamente an einen Ort transportieren oder auch Operationen ohne großen Eingriff vornehmen können.

Dr. Veronika Magdanz, TU Dresden

Eine Möglichkeit ist es, rein synthetische Mikroroboter herzustellen. Eine andere, sich dem anzunähern, ist die Verbindung von Nanotechnologie und Biologie. Da haben Forscher schon entdeckt, dass man sich schnell bewegende Bakterien benutzen kann oder auch Muskelzellen, um durch Kontraktionen eine Fortbewegung zu ermöglichen. Spermien hingegen sind von der Natur aus sehr leistungsfähige Transportmittel, sagt Magdanz. Dabei können sie auch Mikropartikel oder Mikroröhrchen transportieren.

Wie soll das aussehen?

Ein Spermium mit einer Hülle aus intelligentem Material sendet ein Signal.
Bildrechte: TU Dresden/Veronika Magdanz

Nehmen wir das Beispiel einer Frau, die an Unfruchtbarkeit leidet. Für die Suche nach möglichen Ursachen bekommt ein Spermium eine Hülle aus intelligentem Material, in das Sensoren eingebaut sind. Es kann sich autonom bewegen und wird über ein Magnetfeld gesteuert. Dann wird es in den menschlichen Körper eingebracht, in den Uterus oder sogar die Eileiter der Frau. Dort kann der Sperma-Roboter dann feststellen, ob es an irgendeiner Stelle Abweichungen gibt, zum Beispiel beim ph-Wert, bei der Konsistenz (Viskosität) des Schleims in der Gebärmutter oder ob es irgendwo einen Entzündungsherd gibt. Die Ergebnisse sendet der Mikroroboter dann per Signal nach draußen.

Die Vorteile dieser Methode sind offensichtlich. Zum einen muss nicht invasiv im Patienten gesucht werden, niemand muss salopp gesagt "aufgeschnippelt" werden. Und zum anderen können diese winzig kleinen Roboter Daten liefern "in der natürlichen Umgebung", also direkt vor Ort. Soweit zu einer möglichen Diagnostik. Und der Sperma-Mikroroboter könnte sogar eine künstliche Befruchtung innerhalb des Körpers durchführen. Ein anderes Einsatzgebiet für die Mikroroboter wäre die Krebstherapie. Dort hat Magdanz bereits am Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung in einem Team untersucht, wie Spermien Gegenmittel gezielt zu Tumoren transportieren könnten. Bislang hätten aber alle Untersuchungen nur in der Petrischale und in kleinem Maßstab stattgefunden, räumt die Forscherin ein.

Wir haben das Krebsmedikament mit einem spermagetriebenen Roboter erfolgreich zum Tumor gebracht, aber natürlich bräuchte es in der Praxis viele Roboter für eine Krebstherapie. Wir stehen vor großen Herausforderungen.

Dr. Veronika Magdanz, TU Dresden

Es bleiben Fragen

Unter einem Mikroskop werden Spermien des Vaters in eine Eizelle der Mutter injiziert.
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Woher würde denn das Sperma als Antrieb für diese Mikroroboter kommen - von Menschen oder von Tieren? Und ist es ethisch-moralisch gerechtfertigt, Sperma von Menschen zur Forschung zu verwenden? Und was wäre, wenn bei einem Diagnose-Mikroroboter aus menschlichem Sperma eine Frau schwanger werden würde? Dazu sagt Magdanz, dass es bereits Diskussionen gibt. Es sei schwierig, menschliche Zellen für die Forschung zu nehmen. Rinderspermien dagegen wären unbedenklich und könnten auch keine Schwangerschaft auslösen. Trotzdem bleibt ein Unbehagen: Möchte man, dass da kleine Roboter im Körper herumwuseln? Und am Ende noch mit Sperma-Antrieb? Das ist eine wichtige Diskussion, findet auch Magdanz:

Bei Nanopartikeln weiß man oft nicht genau: Wie kommen die in die Zellen hinein und wie wieder heraus? Solche Fragen muss man generell ansprechen.

Dr. Veronika Magdanz, TU Dresden

Neben den Fragen kommt es jetzt darauf an, die Forschung voranzutreiben. Der Sperma-Antrieb für Mikroroboter muss in "realen Organismen getestet" werden, wie die TU Dresden schreibt. Und man muss überlegen: Wie können die Spermien außerhalb ihrer üblichen Umgebungen überleben? Und zum Schluss: Wie könnte man die kleinen Sperma-Mikroroboter im Körper sichtbar machen und verfolgen? Da suchen die Forscher noch nach weiteren technologischen Fortschritte.

Dieses Thema im Programm: MDR FERNSEHEN | LexiTV | 21. Oktober 2017 | 15:00 Uhr

Zuletzt aktualisiert: 15. Februar 2018, 11:21 Uhr