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U-Boot mit E.Coli-Besatzung: Digitale Pille erkennt Blutungen im Magen

Forscher vom MIT haben eine Sonde mit gentechnisch veränderten Bakterien entwickelt. Sie soll Blutungen im Magen oder andere Magen-Darm-Probleme diagnostizieren. Das Ergebnis kann dann drahtlos direkt aus dem Bauch an ein Smartphone übermittelt werden.

Ultra-Low-Power-Sensor mit gentechnisch veränderten Bakterien Bildquelle: © Lillie Paquette/MIT

Ultra-Low-Power-Sensor mit gentechnisch veränderten Bakterien

In den letzten zehn Jahren hat die Wissenschaft große Fortschritte bei der Entwicklung von Bakterien gemacht, die auf Reize wie Umweltschadstoffe oder Krankheitsmarker reagieren. Sie können so konzipiert werden, dass sie bei der Erkennung des Zielreizes Licht erzeugen. Um diese Reaktion zu messen, sind normalerweise aber spezielle Laborgeräte erforderlich. Um die Bakterien für reale Anwendungen nutzbar zu machen, haben Forscher vom Massachusetts Institute of Technology (MIT) beschlossen, sie mit einem elektronischen Chip zu kombinieren, der die bakterielle Reaktion in ein drahtloses Signal übersetzen kann. »Unsere Idee war es, die Bakterien in einem Gerät zu verpacken«, erklärt Phillip Nadeau, ehemaliger Postdoc am MIT. Während die Sonde durch den Magen wandert, fahren die Zellen sozusagen einfach mit.

Für die erste Demonstration konzentrierten sich die Forscher auf den Nachweis von Blutungen im Magen-Darm-Trakt. Dafür entwickelten sie einen probiotischen Stamm von E. coli, um einen genetischen Kreislauf zu exprimieren, der die Bakterien veranlasst, Licht zu emittieren, wenn sie auf den Blutbestandteil Häm stoßen. Die Forscher platzierten die gentechnisch veränderten Bakterien in vier Vertiefungen auf einem Sensor-Chip, der von einer semipermeablen Membran bedeckt ist, durch die kleine Moleküle aus der Umgebung diffundieren können. Unter jeder Vertiefung befindet sich ein Fototransistor, der die von den Bakterien erzeugte Lichtmenge misst und über einen Mikroprozessor als drahtloses Signal an einen Computer oder ein Smartphone sendet.

 

Bisher testen die Forscher die Sonde nur an Schweinen. Für einen Einsatz beim Menschen ist sie in ihrer jetzigen Form noch zu groß. Bildquelle: © Lillie Paquette/MIT

Bisher testen die Forscher die Sonde nur an Schweinen. Für einen Einsatz beim Menschen ist sie in ihrer jetzigen Form noch zu groß.