Knochenbrüche und Zähne

Forscher produzieren Bio-Klebstoff aus Darmbakterien

Forschern gelang es, den Unterwasser-Klebstoff von Miesmuscheln mithilfe von Bakterien zu produzieren. Der Superleim soll Ärzten helfen.

Veröffentlicht:
Mithilfe von Bakterien produzieren Forscher einen Superleim, wie ihn Muscheln verwenden.

Mithilfe von Bakterien produzieren Forscher einen Superleim, wie ihn Muscheln verwenden.

© michelangelus / Getty Images / iStock

BERLIN. Die regenerative Medizin braucht dringend leistungsfähige Klebstoffe, die vor allem biokompatibel sind, also gut verträglich für den Organismus. Wissenschaftler der TU Berlin wollen Knochenbrüche mit einem Unterwasserklebstoff heilen, wie ihn Miesmuschel nutzen. Dazu haben sie Stämme des Darmbakteriums Escherichia Coli umprogrammiert, wie die TU Berlin mitteilte.

Das Besondere an dem neuen biogenen Superklebstoff: Die Klebeeigenschaften können durch Bestrahlen mit Licht angeschaltet werden. Dadurch ergeben sich lang ersehnte Möglichkeiten zum Kleben von gebrochenen Knochen oder Zähnen, die mit diesem Bioklebstoff wieder zusammenwachsen könnten. Die Erkenntnisse sollen nun in eine Ausgründung überführt werden.

Video

An dieser Stelle finden Sie Inhalte aus Youtube Um mit Inhalten aus Youtube und anderen sozialen Netzwerken zu interagieren oder diese darzustellen, brauchen wir Ihre Zustimmung. Ich bin damit einverstanden, dass mir Inhalte aus Sozialen Netzwerken angezeigt werden. Damit können personenbezogene Daten an Drittanbieter übermittelt werden. Dazu ist ggf. die Speicherung von Cookies auf Ihrem Gerät notwendig. Mehr Informationen dazu finden Sie hier .

Veröffentlicht: 14.11.2017

Mit einem solchen biogenen Super-Klebstoff könnten sowohl oberflächliche Hautwunden behandelt oder auch der Einsatz von Platten und Schrauben bei Knochenbrüchen überflüssig gemacht werden. Biologische Haft-Proteine könnten zukünftig nicht nur Knochenfragmente kleben, sondern auch das Zusammenwachsen des Knochens ermöglichen.

"Um diese Muschelproteine herzustellen, benutzen wir Darmbakterien, die wir umprogrammiert haben", erläutert Professor Nediljko Budisa. "Sie sind unsere Chemiefabrik, mit der wir den Superleim produzieren." Zunächst wird dazu in Escherichia coli ein spezielles Enzym eingeführt, das aus dem Bakterium Methanocaldococcus jannaschii gewonnen und von den Forschern verändert wird.

Anschließend wird das veränderte Darmbakterium mit der Aminosäure ONB-DOPA (ortho-Nitrobenzyl-DOPA) gefüttert. Im ONB-DOPA sind die für die starke Klebewirkung verantwortlichen Dihydroxyphenyl-Gruppen geschützt.

Das ist ähnlich wie bei einem Aufkleber, dessen Selbstklebefläche mit einer Schutzfolie versehen ist. Das umprogrammierte Bakterium baut nun diese ‚mit Schutzfolie versehene‘ Aminosäure in Proteine ein, und man erhält ein Haftprotein, dessen Klebestellen noch geschützt sind.

Erst nachdem das geschützte Haftprotein aus den Bakterien herausgelöst und gereinigt worden ist, werden die Schutzgruppen mithilfe von Licht einer bestimmten Wellenlänge (365 nm) entfernt.

Das Haftprotein verliert dadurch – bildlich gesprochen – seine Schutzfolie, seine Klebestellen werden aktiviert, und das Protein kann zielgerichtet als Klebstoff verwendet werden.

Die Herstellung oder Anreicherung von Muschel-Haft-Proteinen ist bisher nicht befriedigend gelöst: Die Isolierung dieser Bio-Leime aus Muscheln und anderen natürlichen Quellen ist ineffizient und teuer. So lassen sich aus 10.000 Miesmuscheln nur ein bis zwei Gramm dieses Superklebers gewinnen.

Miesmuscheln leben hauptsächlich in den Gezeiten- und Schelfbereichen der Meere. Dort müssen sie den starken Strömungen und dem Salzwasser standhalten. Sie benutzen einen Superkleber, um sich am Meeresboden festhalten zu können. Dieser muss auch noch bei Niedrigwasser funktionieren, wenn Muschelbänke nicht mehr von Wasser bedeckt sind. Mithilfe dieses Klebers kann sich die lebende Muschel beinahe an allen Oberflächen festhalten. An ihrem Fuß scheidet sie Fäden aus, die aus einem Proteinkleber bestehen. Der wichtigste Bestandteil dieses Proteinklebers ist die Aminosäure 3,4-Dihydroxyphenylalanin, kurz "DOPA" genannt.

(eb)

Schlagworte:
Mehr zum Thema

Einweg-E-Zigaretten beliebt

Trend zum Nichtrauchen hält bei Jugendlichen an

Kommentare
Vorteile des Logins

Über unser kostenloses Login erhalten Ärzte und Ärztinnen sowie andere Mitarbeiter der Gesundheitsbranche Zugriff auf mehr Hintergründe, Interviews und Praxis-Tipps.

Haben Sie schon unsere Newsletter abonniert?

Von Diabetologie bis E-Health: Unsere praxisrelevanten Themen-Newsletter.

Das war der Tag: Der tägliche Nachrichtenüberblick mit den neuesten Infos aus Gesundheitspolitik, Medizin, Beruf und Praxis-/Klinikalltag.

Eil-Meldungen: Erhalten Sie die wichtigsten Nachrichten direkt zugestellt!

Newsletter bestellen »

Top-Meldungen
Lesetipps
Alexander Baasner und Dr. Stefan Spieren (v.l.) haben die Idee der Digitalen Hausärztlichen Versorgungsassistenten (DIHVA) entwickelt.

© Digitales Facharzt- & Gesundheitszentrum

Neues Berufsbild

Bürger als Assistenten: Hausarzt entwickelt Idee der DIHVA

Patient bei einer Videosprechstunde mit Ärztin

© AJ_Watt / Getty Images / iStock

Digitale Gesundheitsanwendungen

DiGA oder doch lieber App?