Molekülfäden in Rekordgröße lassen Nervenzellen im Labor stärker wachsen

Ein Team um den Materialforscher Samuel Stupp von der Northwestern University (USA) hat im Fachjournal Science eine neue Art supramolekularer Polymere vorgestellt (DOI 10.1126/science.aeg5583, 1. Oktober). Die Fäden setzen sich selbst aus kleinen Bausteinen zusammen, werden länger als der Durchmesser einer Zelle und erreichen eine Masse von Milliarden Dalton – rund hundertmal so viel wie sehr große herkömmliche Polymere oder die größten bekannten Proteine.

Der Trick: Gehen die Bausteine aus, klappen flexible Abschnitte an den Fadenenden um und stoppen das Wachstum. Gibt man neue Moleküle hinzu, wächst der Faden weiter. So lassen sich Abschnitte mit unterschiedlicher elektrischer Ladung gezielt hintereinandersetzen. Ein kurzer positiv geladener Abschnitt verankert den Faden an der negativ geladenen Oberfläche von Nervenzellen.

In Zellkulturen zeigten behandelte Nervenzellen bei Stimulation nach sieben Tagen etwa viermal so viel Kalziumaktivität wie unbehandelte und bildeten nach 14 Tagen mehr Synapsen – ohne zusätzliche biologische Signalstoffe. Die Forschenden sehen darin einen Ansatz für bioaktive Materialien in der regenerativen Medizin. Die Ergebnisse stammen bislang aus Laborversuchen.