Zu wenig Platz und zu viel Gewicht sind zwei Hauptprobleme, mit denen sich Nasa-Wissenschaftler bei der Planung von Raumflügen herumschlagen. Insbesondere bei langen bemannten Raumflügen wäre die Mitnahme von Blutkonserven lebenswichtig. Dan Hammer von der Universität von Pennsylvania und seine Kollegen arbeiten im Auftrag der Nasa an künstlichen Zellen, die die Astronauten in Pulverform als “Trockenblut” mitnehmen und bei Bedarf in Wasser auflösen könnten. Zusätzliche Anwendungen für dieses “Turbo-Blut” zeichnen sich in der Medizin ab.
Die Forscher stellen die künstlichen Zellen aus miteinander vernetzten Polymeren her. Polymere sind aus kleineren Molekülen zusammengesetzte Molekülketten. Ein Beispiel für ein natürliches Polymer ist die Zellulose der Pflanzen. Kunststoffe sind künstlich hergestellte Polymere.
Im Gegensatz zu den Phospholipiden, den Bestandteilen von natürlichen Zellmembranen, können die von Hammers Team hergestellten “Polymersome” miteinander vernetzt werden. Dabei sind nicht nur die Moleküle einer Polymerkette miteinander verbunden, sondern es gibt zusätzliche Querverbindungen zwischen den Ketten.
Diese Querverbindungen machen die künstlichen Zellwände wesentlich stabiler als die natürlichen. Wenn man den natürlichen Zellen Wasser entzieht, zerfallen die Zellmembrane, die den Wasserdruck zur Stabilisierung benötigen.
Den von Hammers Team entwickelten künstlichen Zellen kann dagegen das Wasser entzogen werden, ohne sie zu zerstören. Die Zellen können als Platz sparendes Pulver transportiert und lange Zeit aufbewahrt werden. Bei Bedarf führt man ihnen das Wasser wieder zu.
Den Forschern ist es ebenfalls bereits gelungen, spezielle “Schlüsselmoleküle” in die künstlichen Zellmembranen einzubauen. Diese Moleküle passen wie ein Schlüssel auf das “Schloss” bestimmter Zellen. Damit sollte es möglich sein, mit den künstlichen Zellen Medikamente ausschließlich zu den Zelltypen zu transportieren, für die sie bestimmt sind.
Axel Tillemans
