EINE WOCHE. EIN THEMA.
Der Mensch der Zukunft
Super leistungsstarke Prothesen, aufgemotzte DNA und Mini-Roboter, die in unsere Blutbahn injiziert werden. Das ist keine Science Fiction: Wissenschaftlich ist das alles schon möglich. [M]eins zeigt hier, wie weit die Forschung am Menschen der Zukunft bereits fortgeschritten ist!
Nur eine Frage der Zeit
Text: Max Hartmann, Arthur Einöder

Den eigenen Körper pimpen: Nicht nur in den Fitness-Studios dieser Welt ist das ein Thema, sondern vor allem in der Wissenschaft. Ein Mensch, der immun ist gegen Krankheiten? Die Genetiker sind schon längst soweit. Ein Mensch, der ungeheure Lasten tragen kann? Neue Prothesen und so genannte Exo-Skelette eröffnen ungeahnte Möglichkeiten. Ein Mensch, der spezielle Robo-Bakterien in die Blutbahn bekommt? Die Nanoforscher sind schon dran. Ironman, Spider-Man, Klonkrieger: Alles nur eine Frage der Zeit.

Einschneidende Veränderung

[M]eins hat diese Woche Wissenschafter aus den spannendsten Gebieten der Forschung getroffen. Sie alle beschäftigen sich damit, den menschlichen Körper auf ein neues Level zu bringen. Es sind Forscher aus den USA, aus Südkorea oder aus Österreich, die aufzeigen, was technisch möglich ist - und worauf wir uns in den nächsten Jahren einstellen können. Die Möglichkeiten sind groß und einschneidend. Wenn es etwa darum geht, das Erbgut von Tieren und Menschen nachhaltig zu verändern, tun sich philosophische und moralische Fragen auf. Doch: Um diese Dinge zu diskutieren, ist es notwendig zu wissen, woran gerade geforscht wird. Die Rundschau startet in der Armee der USA.

Video: Video: Florian Matscheko
Zwischen Mensch und Maschine

Noch denkt niemand daran, die ultimative Kampfmaschine zu bauen. Spezielle Prothesen werden im Moment am häufigsten für medizinische Zwecke eingesetzt. Wer nach einem Unfall Gliedmaßen verloren hat, kann mit Beinprothesen und Armprothesen bestimmte Tätigkeiten ausführen. Die Herausforderung für die Forscher: Wie kann ein Mensch seine Prothesen steuern? Normalerweise steuern wir unsere Bewegungen über Nervenzellen. Wir "wollen" ein Glas Wasser aufnehmen? Also bewegen wir die Hand zum Glas, öffnen sie leicht, greifen zu, halten das Glas fest, und führen die Hand zum Mund. Das geschieht über Nervenzellen. Bereits als Kind lernen wir, unseren Körper zu bedienen, es passiert "automatisch".

Der "Cybathlon"

Die menschlichen Nerven nach einer Krankheit oder nach einem Unfall an neues, künstliches Werkzeug zu gewöhnen und zu adaptieren, stellt Betroffene und Forscher vor Herausforderungen. Es treffen zwei Welten aufeinander: Prothese und Körper; Technik und Natur; Maschine und Mensch. Eine spannende Schau der aktuellen Möglichkeiten hat Anfang Oktober in Zürich stattgefunden. Beim "Cybathlon" wurden neue Techniken präsentiert. Wissenschafter aus aller Welt, Prothesenbauer, und Menschen, die die neuen Entwicklungen bereits nutzen, sind zu einer Art Wettkampf zusammengekommen. Es sind keine Paralympics - sondern bereits ein Blick in die Zukunft.

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Fotos: ETH/Alessandro Della Bella (4), ETH/Nicola Pintaro
Das Baby der Zukunft

Exo-Skelette für medizinische und militärische Zwecke. Es ist nur eines der heißen Eisen, die die Wissenschaft im Feuer hat. Wenn es um den "Menschen der Zukunft" geht, macht auch die Reproduktionsmedizin große Fortschritte. Künstliche Befruchtung ist bereits ein alter Hut, seit Jahren bewährt und gut erforscht. Mittlerweile ist man schon einige Schritte weiter: Forscher in Südkorea haben erst kürzlich einen Durchbruch vermeldet. In den Medien war vom "Baby mit drei Eltern" die Rede. Was damit gemeint ist? Die Eizelle der Mutter wurde durch Genmaterial einer anderen Frau verbessert. Dann wurde eine künstliche Befruchtung durchgeführt. Erstmals ist somit ein Kind entstanden, das nicht nur das Erbgut der beiden Eltern in sich trägt: sondern auch das einer dritten Person! Im konkreten Fall ging es darum, den Ausbruch einer Erbkrankheit beim Kind zu verhindern. Was die Technologie in der Zukunft bewirken kann? Da sind der Fantasie wenig Grenzen gesetzt:

Video: Video: Peter Stacher
Der Mensch verändert sein Erbgut 

Stellen Sie sich folgende Aufgabe vor: in einem Roman mit 10.000 Seiten kommt das Wort "Genetik" nur ein einziges Mal vor – finden Sie es und ersetzen Sie es durch das Wort "Protein". Wenn Sie nun tatsächlich Seite für Seite durchblättern, stehen Ihre Chancen gut, in kürzester Zeit den Verstand zu verlieren.  Hat man den Roman allerdings in digitaler Form – also etwa als Word-Dokument - vor sich, reicht ein einfacher "Suchen und Ersetzen" Befehl. Das gesuchte Wort ist in wenigen Sekunden gefunden und ersetzt. So einen "Suchen und Ersetzen"-Mechanismus hat die Wissenschaft jetzt auch für unsere DNA – unser Erbmaterial - und die darin enthaltenen Gen-Sequenzen gefunden. Statt "Suchen und Ersetzen" trägt er allerdings den etwas sperrigen Namen: CRISPR/Cas9.

 

 

Video: Video: Max Hartmann
Der Mensch greift in seine Umwelt ein

Veränderungen am Erbmaterial sind so alt wie das Leben selbst. Baut doch die gesamte Evolution darauf auf, dass sich Erbmaterial von Generation zu Generation verändert. Von den ersten Bakterien die vor etwa vier Milliarden Jahren ihre Runden in der Ursuppe drehten, bis zu uns Menschen hat sich genetisch augenscheinlich einiges getan. Auch direkte Eingriffe durch den Menschen wurden und werden milliardenfach durchgeführt. Ein Beispiel: Alle unsere Hunderassen würde es nicht geben, hätte nicht irgendwann vor einigen tausend Jahren jemand damit angefangen, die friedlichsten Wölfe miteinander zu kreuzen, um dadurch ihre Gene zu verändern und dann irgendwann ein paar Generationen später einen friedlichen Hund zu bekommen. Das gleiche gilt auch für Pflanzen. Viele unserer heutigen Nutzpflanzen gibt es nur, weil wir irgendwann damit begonnen haben, Pflanzenarten zu kreuzen.

Das Problem an CRISPR/Cas9

CRISPR/Cas9 spielt in einer ganz anderen, nämlich in seiner eigenen Liga, wenn es um Genveränderungen geht. Denn bisher hatte bei Veränderungen des Erbmaterials immer auch der Zufall seine Hände im Spiel. Kreuzte man zwei friedliche Hunde, war nicht garantiert, dass der neu entstandene Hund ebenfalls friedlich ist. Es hätte auch sein können, dass er - wie einer seiner Vorfahren - besonders aggressiv ist. Noch weiß man zwar nicht, welche Gene für ein friedliches oder aggressives Verhalten zuständig sind. Mit CRISPR/Cas9 ließen sie sich aber ohne Probleme sofort finden und ersetzen – in beide Richtungen. Mit anderen Worten: Sobald wir unseren genetischen Code vollständig entschlüsselt haben, lässt sich durch CRISPR/Cas9 praktisch alles zielgenau verändern.

Veränderung im menschlichen Erbgut

Sie wollen, dass Ihre Nachkommen, stärker, schlauer, größer sind als Sie? Oder es soll vielleicht genau das Gegenteil sein, falls Sie ein größenwahnsinniger Diktator sind, der sein Volk dumm und klein halten will? Sobald die Forscher genau wissen, welche Gene für diese Eigenschaften zuständig sind, ist das kein Problem mehr.
  
Das ist natürlich noch alles Zukunftsmusik – aber wer angesichts solcher Gedankenspiele Angst bekommt, der hat die ganze Tragweite der Entdeckung von CRISPR/Cas9 verstanden. Denn praktisch ist völlig unklar, was solche heftigen Eingriffe auslösen könnten. Einerseits, was die Eingriffe selbst betrifft – sie könnten zum Beispiel massive genetische Störungen auslösen. Andererseits wird sich die ganze Menschheit, die Gesellschaft verändern. Was passiert, wenn wir den Menschen in seiner Gesamtheit "verbessern" wollen? 

CRISPR/Cas9 hat enormes Potenzial – bevor wir aber unsere innere genetische Vergangenheit (also das Erbgut) und damit auch unsere genetische Zukunft stark verändern, sollten wir klären, wie tief wir eigentlich an den Grundfesten des Lebens rütteln wollen.

Ein mikroskopisch kleiner R2D2?

Wie kommt CRISPR/Cas9 in den Körper? Wie wird der "Suchen-und-Ersetzten"-Mechanismus an seinen Zielort gebracht? Die Antwort darauf gibt ein anderer aufstrebender Bereich der Wissenschaft: die Nanotechnologie. Nanoroboter oder auch Nanobots ist die Bezeichnung für winzig kleine Maschinen, die als eine der großen Zukunftshoffnungen in der Medizin aber auch im militärischen Bereich gelten. Wer dabei an mikroskopisch kleine R2D2s denkt, liegt nicht ganz falsch aber auch nicht ganz richtig. Denn das Wort "Roboter" ist etwas irreführend. Nanobots können zwar rein technische Roboter sein, müssen aber nicht. Oft sind damit auch biologische Organismen (wie zum Beispiel Bakterien) gemeint, die Aufgaben ausführen: entweder selbstständig oder von Menschen geführt. Was das konkret bedeutet, lässt sich am einfachsten an einem Beispiel erklären:

Bakterien-Roboter statt Chemotherapie

Forschern am NanoRobotics Laboratory im kanadischen Montreal ist es vor wenigen Wochen gelungen, Bakterien als Transportmittel für Medikamente einzusetzen.
Diese BakterienMagnetococcus marinus genannt - orientieren sich ohne Zutun und selbstständig am Magnetfeld der Erde. Errichtet man jetzt ein künstliches Magnetfeld, kann man die Bewegung dieser Bakterien beeinflussen. Werden diese Bakterien jetzt also mit Medikamenten bestückt, kann man die Medizin zielgenau dorthin bringen, wo sie benötigt wird. Die Forscher haben also die Bakterien zu Nanobots umfunktioniert. Getestet wurde das bereits an krebskranken Mäusen. Die Nanobots-Flotte brachte die nötige Medizin über die Blutbahn exakt dorthin, wo sie benötigt wurde. Für die Zukunft hoffen die Forscher, dass diese Methode krebskranken Menschen die körperlich extrem belastende Chemotherapie erspart.

Video: Video: Max Hartmann
Die Gefahren der Nanotechnolgie

Von Nanorobotern kann aber auch Gefahr ausgehen. Die Einsatzmöglichkeiten im militärischen Bereich sind so vielfältig wie gefährlich: Von Massenüberwachung durch kleine technische Mini-Roboter bis hin zur rasend schnellen Verbreitung von Giften oder Krankheiten. Noch sind das "NSA-Abhör-Staubkorn" und die "mikroskopisch kleine Giftschleuder" nicht Realität. Doch das Tempo, das die Nano-Wisschenschaft vorlegt, ist atemberaubend. Laufend werden Nanotechnologie-Institute und entsprechende Labore weltweit eröffnet. Man kann also davon ausgehen, dass es nicht mehr allzu lange dauern wird.

Atemberaubendes Tempo

Die Forschung entwickelt sich in unserer Zeit schneller als je zuvor. Was gestern noch haarsträubende Fantasie war, könnte morgen bereits Realität sein. Nicht nur die Gesetzeslage hinkt oft der Forschung hinterher. Manchmal holt die Realität sogar die Fantasie von Autoren und Filmemachern ein. Und so unwahrscheinlich es klingen mag: Selbst Fabelwesen aus der Comic-Welt wie etwa der "unglaubliche Hulk" oder die X-Men sind für die Wissenschafter nicht bloß reine Hirngespinste. Zum Abschluss dieser Rundschau auf die Möglichkeiten des "Menschen der Zukunft" hat [M]eins den Science Buster und Molekularbiologen Martin Moder mit Comichelden und Science Fiction Figuren konfrontiert. Wie wahrscheinlich und konkret sind Darth Vader Anzüge, Jurassic Park und Co. für die Wissenschaft?

 

 

Video: Video: Peter Stacher
12.10.16