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Sicher verpackt

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Spinnenseide ist ein erstauniches Material: Extrem elastisch, dabei reißfest, belastbar und biologisch abbaubar. Foto: Thinkstock
Einem Team um Thomas Scheibel von der Universität Bayreuth ist es gelungen, Spinnenseide künstlich herzustellen. Sie veränderten die Erbsubstanz eines Bakteriums, indem sie das Gen der europäischen Gartenkreuzspinne einschleusten, das den Bauplan für das Seidenprotein enthält. Derart manipuliert, produzieren die Mikroorganismen nun die gewünschten Proteine. Diese kommen unter anderem in Hochleistungsmaterialien und verschiedenen Medizinprodukten zum Einsatz (mehr dazu in unserem Märzheft, das am 18.2.2014 erscheint).

Aus der Seide entwickelte Scheibel jetzt Kapseln, die Enzyme durch die menschliche Blutbahn transportieren. Sie dienen der medizinischen Diagnostik: Schädliche Stoffe wie Umweltgifte lassen sich im Blut nachweisen, da sie, sobald sie ins Innere der Mini-Container gelangen, mit den dort eigens von den Wissenschaftlern eingeschlossenen Enzymen reagieren. Dabei sind die Kapseln gleichsam geschützter wie durchlässiger Reaktionsraum. Denn während Umweltgifte oder Spuren solcher Substanzen aufgrund ihrer molekularen Struktrur oder geringen Größe ins Innere der Kapsel gelangen können, schaffen dies körpereigenene Proteasen, die das Enzym normalerweise binnen kurzer Zeit zersetzen, nicht. Die Seidenproteinhülle bildet also einen hervorragenden Schutz.

Mit bloßem Auge sind die Kapseln nicht erkennbar. Sie sind nur 1 bis 30 Mikrometer groß, also zwischen 0,001 und 0,03 Millimeter. Für die Nachweisreaktion haben Thomas Scheibel und Kollegen ein Stoffwechselenzym in der Kapsel eingeschlossen, das in allen Lebewesen vorkommt: die ß-Galactodsidase. „Die neuen Kapseln aus Spinnenseide ermöglichen grundsätzlich eine Vielzahl technischer und medizinischer Anwendungen und dürften deshalb ein hochwillkommenes Instrument für die biomedizinische Forschung ein“, resümiert Thomas Scheibel. Und er hofft auf eine weitere Einsatzmöglichkeit: der Transport von medizinischen Wirkstoffen, die der Behandlung von Krankheiten dienen.

In bild der wissenschaft 3/2014 berichten wir über weitere Anwendungsmöglichkeiten von Spinnenseide: Sie dient als Leitschiene für verletzte Nerven, als chirurgisches Nähmaterial, als Wundauflage oder zur Herstellung von Hochleistungsmaterialien wie kugelsichere Westen, Fallschirme oder Schutzkleidung. Die Vielseitigkeit der Seide haben wir grafisch dargestellt. Unter Angabe Ihrer vollständigen Adresse erhalten die Versender der ersten 100 E-Mails an wissenschaft.de@konradin.de die Grafik als kostenloses Hochglanzposter.

© Christian Jung
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