Xenobots und bioelektrische Zellen: Geht so die Medizin der Zukunft?

Wenn Zellen untereinander kommunizieren, entwerfen sie Organe und Lebewesen – auch solche, die es bisher nicht auf der Erde gibt. Wie ein amerikanischer Forscher die Biomedizin revolutionieren könnte.
Per Biostrom gesteuerte Zellen können zu maßgeschneiderten Organen zusammenwachsen. Gelingt es, diesen Prozess in Produkte zu überführen? ©Imago

Einen Visionär von einem Spinner zu unterscheiden, ist manchmal gar nicht so leicht. Was ist zum Beispiel mit jemandem, der behauptet, eine neue Form des Lebens entwickelt zu haben? Der überdies die Erlösung von Krebs in Aussicht stellt und Körperteile, die auf Kommando nachwachsen?

Bei Michael Levin allerdings erübrigen sich Zweifel. Der 52-Jährige ist ein renommierter, vielfach ausgezeichneter Entwicklungsbiologe und arbeitet an der Tufts University nahe Boston (Massachusetts). Seit mehr als 20 Jahren erforscht er bioelektrische Signale, mit denen sich Zellen untereinander verständigen. In diesem Austausch, davon ist er überzeugt, liegt eine „kollektive Intelligenz“, die über die Baupläne von Lebewesen entscheidet – etwa wo welche Organe und Gliedmaßen hingehören. Microsoft-Gründer Paul Allen hat seine Forschung mit zehn Millionen Dollar unterstützt.

In seinem Labor hat Levin beispielsweise gezeigt, dass Kaulquappen, deren Organe vertauscht wurden, zu ganz normalen Fröschen heranwuchsen – die Zellen hatten sich reorganisiert. Umgekehrt gelang es ihm, das bioelektrische Netz zu stören und im Magen einer Kaulquappe ein Auge wachsen zu lassen. „Eingriffe ins Erbgut waren nicht nötig, es reichte eine Gewebemanipulation“, berichtet Levin.

Maßgeschneiderte Organe per Biostrom

Der Wissenschaftler betreibt Grundlagenforschung. Ziel ist es jedoch, die dabei gewonnenen Erkenntnisse für Menschen zu nutzen. „Wenn wir Zellen befehlen könnten, was sie bauen, wäre das ein Durchbruch in der Biomedizin“, sagt der Experte, der beim virtuellen Zukunftskongress 2021 des Leipziger Think Tanks 2b Ahead auftrat. Denkbar sind etwa Anwendungen in der Onkologie: Levin geht davon aus, dass Krebs dann entsteht, wenn sich Zellen isolieren und aus dem Austausch mit dem Kollektiv herausfallen. Stimmt die These, ließen sich Medikamente entwickeln, um kaputte bioelektrische Netzwerke zu reparieren.

Und auch das ist keine Utopie: Dass per Biostrom gesteuerte Zellen zu maßgeschneiderten Gliedmaßen und Organen zusammenwachsen. Gelänge es, diesen Prozess in Produkte zu überführen, könnte vielen Menschen geholfen werden, die durch eine Verletzung oder einen Geburtsfehler geschädigt sind. Für die Regenerationsmedizin wäre das eine Revolution.

Ein Milliardenmarkt entsteht

In Deutschland wird der Wirtschaftszweig oft unterschätzt, weltweit jedoch geht es um einen Markt von rund 27,7 Milliarden Dollar, der nach Prognosen des Marktforschungsinstituts Verified Market Research in Lewes (Delaware) bis 2028 auf 149,8 Milliarden Dollar wächst.

„Ich kriege jeden Tag Anrufe von Leuten mit schrecklichen Verstümmelungen, und sie flehen mich an, meine Arbeit zu beschleunigen“, sagt Levin. Doch frühestens in zehn bis zwanzig Jahren sei eine praktische Anwendung realistisch.

Xenobots und ethische Fragen

Levins Forschung trug auch zur Entwicklung sogenannter Xenobots bei: Roboter, die aus lebendigen Organismen bestehen. Dem Biologen war es gelungen, Haut- und Muskelzellen von Fröschen so zusammenzusetzen, dass daraus millimetergroße Gebilde mit kognitiven Eigenschaften entstanden: Sie können sich zielstrebig bewegen und reagieren auf Licht. Die Bioroboter können sich auch vermehren. „Es wird künftig neuartige und auch hybride Lebensformen geben“, glaubt Levin.

Das wirft ethische Fragen auf. Was ist Leben und wer entscheidet darüber? Stören neue Wesen das biologische Gleichgewicht auf der Erde? Was, wenn sie uns Menschen eines Tages überlegen sind? Levin irritiert das nicht. Menschen hätten schon immer in natürliche Abläufe eingegriffen, um das Leben zu verbessern, sagt er. „Wir brauchen mehr und nicht weniger Wissenschaft.“ Menschlichkeit bedeute für ihn auch, „über den eigenen Horizont hinauszublicken und Lebensformen außerhalb unserer eigenen Spezies anzuerkennen“.

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