Deutsche Forscher haben aus Spinnenseide winzige Behälter geschaffen, die für medizinische Zwecke hochinteressant sind: Die von der Forschungsgruppe um Thomas Scheibel an der Universität Bayreuth entwickelten Kaspeln erfüllen nämlich zwei wichtige Funktionen gleichzeitig: Sie schützen Enzyme vor zersetzenden Proteasen und sie machen es möglich, die Aktivität der eingeschlossenen Enzyme von außen zu steuern und zu beobachten.

Mit dieser Doppelfunktion eröffnen die Kapseln neue Perspektiven für die medizinische Diagnostik. So können beispielsweise geringste Mengen von schädlichen Inhaltsstoffen im Blut dadurch nachgewiesen werden, dass sie bei den eingeschlossenen Enzymen zu bestimmten Reaktionen führen, wenn sie in die Kapsel eindringen. Zugleich sind die im Blut enthaltenen Proteasen nicht in der Lage, die Kapseln zu durchdringen und die Enzyme zu spalten.

Künstliche Spinnenseide

"Die Kapseln, die wir aus künstlich hergestellter Spinnenseide entwickelt haben, sind schützende Container, die es gleichwohl erlauben, von außen auf die eingeschlossenen Enzyme gezielt einzuwirken und damit chemische Reaktionen zu steuern und nachzuweisen", erklärt Scheibel. "Diese Effekte sind den besonderen Eigenschaften des von uns verwendeten Seidenproteins zu verdanken."

Die aus dem Spinnenseidenprotein eADF4(C16) hergestellten runden Kapseln sind nur zwischen 1 und 30 Mikrometern groß. Ihre mechanische Festigkeit ist dennoch enorm: Sie liegt zwischen 0,7 und 3,0 Gigapascal und übertrifft damit die Festigkeit von Kapseln aus vielen anderen infrage kommenden Materialien. Zudem zeichnen sich die Kapselmembranen aus Spinnenseide, wie sich in den Bayreuther Experimenten herausstellte, durch einen weiteren Vorteil aus: Sie haben eine deutlich geringere Porosität als beispielsweise Kapseln, die aus Seidenproteinen der Raupen des Maulbeerspinners hergestellt werden. Daher sind Substanzen unterhalb eines bestimmten molekularen Gewichts (27 kDa) nicht imstande, aus der Kapsel nach draußen zu entweichen.

"Die neuen Kapseln aus Spinnenseide sind Schutzcontainer, in denen sich enzymatische Reaktionen gezielt herbeiführen und untersuchen lassen. Sie ermöglichen grundsätzlich eine Vielzahl technischer und medizinischer Anwendungen und sind deshalb ein hochwillkommenes Instrument für die biomedizinische Forschung", meint Scheibel. (red, derStandard.at, 15.09.2013)