Elektronisches Implantat senkt Blutzucker bei Mäusen ohne Medikamente
Ein Implantat ohne Medikamente, Zellen oder Enzyme kann überschüssigen Zucker aus dem Blut von Mäusen mit Typ-2-Diabetes entfernen, berichten Forschende. Die Arbeit von Teams der ETH Zürich, der Universität Basel und der Universität Lyon erschien am 22. Oktober in Science; geleitet wurde sie von Martin Fussenegger. Bislang wurde das Gerät nur an Mäusen und im Labor getestet.
So funktioniert das Gerät
Das Gerät mit dem Namen ECHO (electrocatalytic closed-loop health optimization, elektrokatalytische Gesundheitsoptimierung im geschlossenen Regelkreis) wird drahtlos mit 13,56 MHz mit Energie versorgt. Der Katalysator besteht aus platinbesetzten Gold-Nanoclustern, die in Graphitfilz eingebettet sind. Eingeschaltet oxidiert der Katalysator die Glukose im Blut zu Glukonat, das die Nieren ausscheiden und der Körper mit dem Urin abgibt. Die Elektronik sitzt in einem 3D-gedruckten Gehäuse.
Das Implantat wird in einem geschlossenen Regelkreis gesteuert. Laut ETH sendet ein handelsüblicher kontinuierlicher Glukosesensor per Bluetooth ein Signal an ein Smartphone oder eine Smartwatch, das den Katalysator einschaltet, wenn die Glukose zu hoch ist; sobald der Zielwert erreicht ist, schaltet sich das Gerät selbst ab. Bei den Mäusen lief das System mit 0,75 Volt und 10 Milliampere. In einem Labortest wandelte der Katalysator Glukose in einer 5-Liter-Nährlösung um, was die ETH als ungefähr das Volumen des menschlichen Blutes beschreibt.
Was bei den Mäusen geschah
Bei Mäusen mit Typ-2-Diabetes war die Glukosekontrolle innerhalb einer Stunde wiederhergestellt. Der Stoffwechsel verlagerte sich von der Verbrennung von Glukose auf die Verbrennung von Lipiden: Körpergewicht und Triglyceride sanken, während zirkulierende freie Fettsäuren und Ketonkörper anstiegen. Über 6 Wochen Behandlung stellten die Forschenden keine nachweisbare Hypoglykämie (gefährlich niedriger Blutzucker) und keine nachteiligen physiologischen, entzündlichen oder Verhaltenseffekte fest.
Die Arbeit bezeichnet das Krankheitsbild als „Diabesity“, also Typ-2-Diabetes zusammen mit Adipositas, von der nach ihren Angaben weltweit mehr als 2,5 Milliarden Menschen betroffen sind und die fast 3 Billionen Dollar pro Jahr kostet.
„Jahrzehntelang haben wir Diabetes behandelt, indem wir dem Körper sagten, wie er mit Glukose umgehen soll. Nun zeigen wir, dass wir die Kontrolle über die Glukose direkt übernehmen können – mit Elektronik statt mit Medikamenten.“ — Martin Fussenegger, ETH Zürich
Fussenegger sagte, das System arbeite mit sehr niedriger Spannung, die Experimente hätten keine Hinweise auf Gewebeschäden durch elektrische oder thermische Effekte gezeigt, und der Katalysator werde nur aktiv, wenn die Glukose zu hoch sei.
Einschränkungen
Die ETH erklärt, das Team habe das Gerät noch nicht am Menschen getestet. Die Behandlung dauerte bei den Mäusen 6 Wochen. Fussenegger sagte gegenüber Live Science, als Nächstes seien Tests an weiteren Labortieren geplant, danach am Menschen. Mehr in unserer Rubrik Gesundheit.