Die regenerative Medizin benötigt dringend leistungsfähige Klebstoffe, die biokompatibel sind, also gut verträglich für den Organismus, in den sie eingesetzt werden. Damit könnten 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. Die UniCat-Mitglieder Prof. Dr. Nediljko Budisa von der TU Berlin, Prof. Dr. Holger Dobbek von der HU Berlin und Prof. Dr. Andreas Möglich, -mittlerweile an der Universität Bayreuth, haben das innovative Verfahren entdeckt, mit dem der biologische Klebstoff hergestellt werden kann.
Muscheln benutzen Superkleber
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.
„Um diese Muschelproteine herzustellen, benutzen wir Darmbakterien, die wir umprogrammiert haben, die Bakterien Escherichia coli und Methanocaldococcus jannaschii spielen dabei eine entscheidende Rolle, ebenso wie bestimmte Aminosäuren“, erläutert Nediljko Budisa. „Sie sind unsere Chemiefabrik, mit der wir den Superleim produzieren.“ Ein so umgebautes Protein kann zielgerichtet als Klebstoff verwendet werden.
Anwendung in Industrie und Biomedizin
Zwei Wissenschaftler der Arbeitsgruppe Budisa wollen sich mit dieser umweltfreundlichen und für die Menschheit nützlichen Idee ausgründen. „Diese Strategie bietet neue Wege zur Herstellung von DOPA-basierten Nassklebstoffen für die Anwendung in Industrie und Biomedizin mit dem Potenzial, Knochenchirurgie und Wundheilung zu revolutionieren“, davon sind Christian Schipp und Dr. Matthias Hauf überzeugt.
Zur Verwirklichung ihrer Geschäftsidee wollen sie Labore des Inkulab nutzen, des Ausgründungslabors des Exzellenzclusters UniCat an der TU Berlin, und an seinem Inkubationsprogramm teilnehmen. Der Initiator des Ausgründungslabors Inkulab, Prof. Dr. Reinhard Schomäcker, freut sich: „Genau für solche innovativen Ideen haben wir gemeinsam mit der Berliner Wirtschaft das Inkulab gegründet. Der Wissenschafts- und Wirtschaftsstandort Berlin wird durch Firmengründungen wie diese extrem bereichert. Ganz Deutschland profitiert von diesem Gründergeist.“
Quelle: Technische Universität Berlin
Publikation: Dr. Matthias Hauf et al.; Photoactivatable Mussel-Based Underwater Adhesive Proteins by an Expanded Genetic Code; Chembiochem, 2017; DOI: 10.1002/cbic.201700327
