Natur nachbauen

Peter Illetschko | aus HEUREKA 3/04 vom 09.12.2004

Medikamente wie Trojanische Pferde durch den Magen schleusen. Diamant als Trägermaterial für nachgezüchtetes menschliche Gewebe. Solarzellen zum Aufsprühen. So sehen Visionen von Nanowissenschaftlern aus, die zurzeit in Österreich forschen. Vier Porträts zwischen Verheißung und Forschungsalltag.

Der Netzwerker. Sich mit Kollegen anderer Fachzweige auszutauschen ist für Frank Sinner ein wichtiger, vielleicht der wichtigste Teil seines Forscherlebens. Interdisziplinarität ist für den Bioanalytiker und Biochemiker kein Lippenbekenntnis. Die Nanotechnologie entspricht aufgrund der dort notwendigen Vernetzung von Chemie, Biologie, Physik und Medizin der Umsetzung seiner ganz persönlichen Vorstellung von Wissenschaft. "Um in diesem Bereich arbeiten zu können, muss man mit Leuten reden können, soziale Kompetenz beweisen."

Der Hamburger, den die Liebe und das Chemiestudium nach Graz geführt haben, ist einer der beiden Koordinatoren des österreichischen Verbundprojekts Nano-Health, dem neun Partner aus Wissenschaft und Wirtschaft angehören. Das Netzwerk verfolgt ein ehrgeiziges Ziel: das Leben chronisch Kranker zu erleichtern. Eine ihrer Visionen sieht so aus: Damit Diabetiker, die Angst vor der Insulinspritze haben, das lebenswichtige Hormon auch schlucken können, wird es in Nanopartikeln verpackt. Wie in einem Trojanischen Pferd wird der Wirkstoff durch den Magen, der Insulin zersetzen würde, geschleust und entfaltet seine Wirkung erst im Darm. Ähnliche Ansätze verfolgt man mit Calcitonin gegen Osteoporose, mit dem menschlichen Wachstumsfaktor gegen Minderwuchs, dem Vaso-Intestinal-Peptid (VIP) gegen Lungenhochdruck und dem Amyloid-Beta-Peptid (ABP) gegen Alzheimer.

Befragt nach den Chancen, in einigen Jahren marktreife Medikamente vorweisen zu können, gibt sich Sinner zurückhaltend. Heilsbotschaften will er keine verkünden: "Wir erwarten uns starke Impulse für innovative Medikamente. Zeitrahmen wollen wir nicht nennen, um keine falschen Hoffnungen zu wecken. Jede Entwicklung kann irgendwo stecken bleiben." Vorsicht und Begeisterungsfähigkeit schließen sich für Sinner aber nicht aus. Phänomene, die man logisch nicht begreifen kann, versucht er wenigstens in Ansätzen zu analysieren. Klischees zum Beispiel, mit denen er als Deutscher in Österreich konfrontiert wird: "Einerseits werden wir als zielorientiert bezeichnet, was gut ist. Andererseits aber auch als Menschen, die keinen Spaß verstehen, als deutsch eben." Aber das sei nur bei den ersten Begegnungen so. Danach normalisiere sich der Umgang der Einheimischen mit ihm. Vielleicht liegt das aber auch an Sinner, dem das Networking nicht nur in der Wissenschaft, sondern auch privat "Freude macht".

Physik und Familie. Wenn Doris Steinmüller die Bedeutung des Wortes Nano erklären soll, schluckt sie einmal. "Nicht alles, was heute Nano genannt wird, ist tatsächlich Nano", begründet Steinmüller ihre Skepsis. Sie selbst arbeitet seit 1993 mit Nanostrukturen, das habe damals aber noch niemanden interessiert. Die gebürtige Deutsche gründete in jenem Jahr mit ihrem Ehemann Detlef im Tiroler Dorf Aldrans das Physikbüro Steinmüller.

Sie kennen sich bereits seit ihrer Mittelschulzeit, und ebenso weit zurück reicht ihr gemeinsames Interesse an der Physik, spannend näher gebracht von einem Lehrer, "der gewaltig war". Sie entschlossen sich, gemeinsam Physik zu studieren, "weil es sich hier um eine Wissenschaft handelt, die auch die Grundlage für andere Wissenschaften darstellt. Biologie zum Beispiel." 1996 wurde aus dem Physikbüro die Firma Rho-BeSt. Das Unternehmen mit mittlerweile 18 Mitarbeitern - "die Hälfte davon Frauen!" - und die Erziehung dreier Kinder unter einen Hut zu kriegen, ist für die Steinmüllers eine tägliche Herausforderung.

Sie arbeiten unter anderem daran, feinste Diamantschichten als Trägermaterial für Gewebenachzüchtungen zu etablieren. Seit kurzer Zeit ist nämlich bekannt, dass "a girl's best friend" vom Menschen gut vertragen wird. Immerhin schon lange genug, dass bereits Versuche mit nachgezüchteten Gewebe durchgeführt wurden, die laut Doris Steinmüller erfolgreich waren. Ihre Hoffnung: "Wenn es einmal gelingt, ein Organ wie die Bauchspeicheldrüse nachzuzüchtem, wäre vielen Diabetikern enorm geholfen."

Energie sprühen. Natur nachbauen möchte auch Niyazi Serdar Sariciftci. Der Ordinarius für Physikalische Chemie an der Universität Linz arbeitet seit vielen Jahren an organischen Nanostrukturen. An seinem Institut werden etwa Solarzellen hergestellt - und zwar mittels einer künstlichen, den Pflanzen abgeschauten Photosynthese.

Sariciftci ist in Mittelanatolien geboren, heute sitzt er für die SPÖ im Linzer Gemeinderat und bemüht sich unter anderem um Integration: "Eine mühsame Geschichte." Eigentlich wollte der Absolvent der St.-Georg-Schule in Istanbul die Musik zu seinem Beruf machen. Man schickte ihn sogar mit einem Stipendium nach Wien: Er wollte Dirigent werden. Nur sei die Aufnahmeprüfung an der Musikakademie so schwer gewesen, dass er sich für ein anderes Fach entschied. "Physik kann von Musik nicht so weit entfernt sein."

Er promovierte über organische Halbleiter. Die Pionierarbeit in diesem Forschungsfeld hatte der mittlerweile dafür mit dem Nobelpreis ausgezeichnete Alan Heeger geleistet. An dessen Institut an der University of California in Santa Barbara forschte Sariciftci von 1992 bis 1996. Gemeinsam mit seinem wissenschaftlichen Ziehvater entwickelte Sariciftci Solarzellen auf Kunststoffbasis. Bei der Umwandlung des Sonnenlichts in Elektrizität spielen die nanoskaligen Buckyballs (s. S. 4) eine entscheidende Rolle. Zurzeit wird daran getüftelt, die bislang sehr geringe Energieausbeute zu steigern. Dabei kommt es auf das richtige Verhältnis zwischen Polymeren und Buckyballs an. Sariciftcis Ziel ist, eines Tages Solarzellen kostengünstig drucken oder gar aufsprühen zu können.

Margit Sára arbeitet mit "single layers": Was ein wenig kryptisch klingt, sind schlicht monomolekulare Proteinschichten. Sie nützt in ihrer Forschungsgruppe Nanoengineering an der Wiener Universität für Bodenkultur das Selbstorganisationssystem der Natur aus, um ultradünne kristalline Proteingitter auf diversen Oberflächen herzustellen. Was für markierungsfreie Nachweismethoden im diagnostischen Bereich verwendet werden kann. Sára arbeitet aber auch an Methoden, Medikamente zielgerichtet durch die Blutbahn zu schicken.

Zu ihrem Forschungsschwerpunkt hat sie nicht zuletzt Uwe Sleytrs Vorlesung "Methoden der Ultrastrukturforschung" geführt. Heute ist er ihr Chef am Institut für Nanobiotechnologie. Und sie selbst eine sehr erfolgreiche Forscherin: Sára ist unter anderem Trägerin der Plansee-, Novartis- und Philip-Morris-Preise. Die Eureka-Erfindermedaille hat sie auch bekommen.

Seit zwanzig Jahren arbeitet Sára nun schon mit Nanostrukturen. Dank der langsam aufgebauten Drittmittelfinanzierung und internationaler Kooperationen sogar auf einer halbwegs breiten finanziellen Basis. Das sei auch in Zukunft die einzige Chance, diese Art der Forschung zu betreiben. "Von Seiten der Unis ist auch in Zukunft nicht mehr zu erwarten", sagt die Mutter eines 14-jährigen Sohnes, den sie auch als ihre wichtigste Freizeitbeschäftigung angibt. Die finanziellen Möglichkeiten seien in Österreich sehr beschränkt. "Wir laufen Gefahr, wegen der wenigen Fördergelder international den Anschluss zu verlieren." Gerade im Bereich Nanotechnologie sei das wichtig, da habe sich international eine sehr engagierte Szene entwickelt. Die Forschungskompetenz sei jedenfalls vorhanden - und sie wird auch gefördert: Demnächst soll an der Boku ein entsprechendes Master-Programm starten.

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