Bytes im Blut
Aus der Forschung — Mit Zellcomputern können wir unseren Körper programmieren. Das wirft ethische Fragen auf.
Der Cyborg: ein Mischwesen aus Mensch und Maschine. Was nach Zukunftsmusik klingt, ist schon Realität. Denn in vielen Menschen steckt bereits heute ein Stück Maschine. Nicht etwa zur Optimierung des Menschen wie in der Science-Fiction-Literatur, sondern vielmehr zur Erhaltung wichtiger körperlicher Funktionen, so wie Herzschrittmacher, Cochleaimplantate, die taube Menschen wieder hören lassen, oder Hightech-Prothesen.
Jetzt hat sich auch auf molekularer Ebene ein Schritt getan. Im Frühling dieses Jahres ist es einem Forschungsteam der ETH um Professor Martin Fussenegger gelungen, die Aktivität von Genen in einer Zelle mithilfe von Rechnerkernen zu steuern. Das Prinzip basiert auf digitalen Schaltungen. Im Gegensatz zu früheren Versuchen, bei denen bloss ein Botenstoff oder Stoffwechselprodukt umgesetzt werden konnte, fand die Forschungsgruppe eine neue Möglichkeit. Aus biologischen Bauteilen konstruierten sie einen zentralen Prozessor. Bei den Bauteilen handelt es sich um eine abgewandelte Form des Crispr/Cas-Systems, Bestandteil des Immunsystems verschiedenster Bakterien. Um dessen Funktion zu verstehen, stelle man sich eine molekulare Schere vor, welche die DNA-Stränge gezielt zerschneidet.
Zellen mit Rechnerkernen
Der Prozessor vermag mehrere Signale gleichzeitig umzusetzen. Menschliche Zellen sind nämlich dazu fähig, hunderttausende verschiedenster Stoffwechselmoleküle simultan zu verarbeiten. Dem Forschungsteam gelang es sogar, den Zellen zwei Rechnerkerne einzubauen, ganz nach digitalem Vorbild, wodurch die Rechenleistung noch gesteigert wird. Der Mensch besteht aus Milliarden von Zellen. Trügen alle Zellen einen Dual-Core-Prozessor, befände sich im menschlichen Körper ein enorm leistungsfähiger Rechner.
All das klingt nach einem unheimlichen Supermenschen. In den letzten Jahren hat sich tatsächlich einiges im Bereich der Biotechnologie getan. Nicht allzu weit zurück liegt der Fall der chinesischen Crispr-Babies, die in der Wissenschaftsgemeinschaft für Empörung gesorgt haben. In die Keimbahn des Menschen einzugreifen und auch noch zwei lebendige genveränderte Wesen gebären zu lassen – das hat es bis dahin noch nie gegeben. Der Einsatz der Crispr-Technologien klingt vielversprechend. Dennoch bedarf es gewissenhafter Handhabung sowie klarer und transparenter Handlungsrichtlinien im Umgang mit der Gen-Schere, da man über Langzeitfolgen Vieles noch nicht weiss.
Der Mensch als Computer
Der Zellcomputer kann vor allem in der Diagnostik und Therapie verwendet werden. Weil der Computer Stoffwechselprodukte und Botenstoffe verarbeitet, kann er auf deren Anstieg oder Senkung passend reagieren. «Der Zellcomputer würde im Frühstadium von Krebs auf einen Biomarker reagieren», sagt Fussenegger. Dies funktioniere, indem der Zellcomputer bestimmte Symptome schaffe, die von aussen sichtbar seien. «Oder er reagiert mit einem eigens gebildeten Produkt darauf und kann so dagegen ankämpfen.» Je früher etwas unternommen werde, desto besser stünden die Heilungschancen.
Vielleicht ist das nur der Anfang; in ein paar Jahren sind wir lebende Computer. Krankheiten können uns nichts mehr anhaben. Statt mit einer Grippe liegen wir nur noch wegen Fehlermeldungen im Bett.