ETH Zürich entwickelt Echo-Implantat zur Glukosekontrolle

Ein Forschungsteam der ETH Zürich hat ein elektronisches Implantat entwickelt, das bei Mäusen mit Typ-2-Diabetes den Blutzuckerspiegel reguliert und gleichzeitig den Fettabbau fördert. Das System, das den Namen „Echoträgt, verzichtet auf Medikamente oder lebende Zellen und wandelt überschüssige Glukose mithilfe eines elektrisch betriebenen Katalysators direkt in Glukonat um, das über den Urin ausgeschieden wird.

Technik hinter „Echo“

Das Implantat besteht aus einem Kern aus Graphitfilz, der mit nanometergroßen Goldstrukturen und Platinpartikeln beschichtet ist. Die Energieversorgung erfolgt drahtlos über die Funkfrequenz 13,56 MHz. Ein in einem 3D-gedruckten Gehäuse untergebrachtes System steuert den Prozess in einem geschlossenen Regelkreis: Ein kontinuierlicher Glukosemonitor am Oberarm misst die Werte im Gewebe und übermittelt diese per Bluetooth an ein Smartphone oder eine Smartwatch. Bei Überschreiten eines festgelegten Schwellenwerts aktiviert die Steuerung den Katalysator, um den Blutzuckerspiegel zu senken. Die Bezeichnung „Echo“ steht dabei für „Electrocatalytic Closed-Loop Health Optimization, was auf Deutsch eine elektrokatalytische, rückgekoppelte Steuerung zur Optimierung der Gesundheit bedeutet.”

Martin Fussenegger, Professor am Departement für Biosystemwissenschaften und -technik der ETH Zürich in Basel, bezeichnet den Ansatz als Paradigmenwechsel in der Diabetestherapie. Er betonte, dass bisherige Behandlungen dem Körper lediglich vorgegeben hätten, wie er mit Glukose umgehen soll, während das neue System die Glukose direkt kontrolliere.

Seit Jahrzehnten behandeln wir Diabetes, indem wir dem Körper vorgeben, wie er mit Glukose umgehen soll. Jetzt zeigen wir, dass wir die Glukose direkt kontrollieren können, und zwar mit Elektronik statt mit Medikamenten.

Martin Fussenegger, Professor am Departement für Biosystemwissenschaften und -technik der ETH Zürich

Ergebnisse aus präklinischen Tests

Die Forschungsarbeit unter dem Titel „Wireless electrocatalytic closed-loop system for drug-free management of diabesity“ von Debasis Maity, Preetam Guha Ray, Peter Buchmann, Ghislaine Charpin-El Hamri und Martin Fussenegger wurde im Jahr 2026 in der Fachzeitschrift Science veröffentlicht (DOI: 10.1126/science.ady8560). In den präklinischen Versuchen reichte ein Betrieb mit einer Spannung von 0,75 Volt und einer Stromstärke von 10 Milliampere aus, um erhöhte Glukosewerte innerhalb einer Stunde auf das Normalniveau abzusenken. Laut den Forschenden erwies sich das Implantat während der sechswöchigen Testphase als gut verträglich. Zudem konnten die Wissenschaftler zeigen, dass das System in einer fünf Liter umfassenden, glukosehaltigen Nährlösung – was etwa dem Blutvolumen eines Erwachsenen entspricht – Glukose abbauen kann.”

Hürden für den Menschen

Trotz der positiven Ergebnisse an Mäusen bleibt die Übertragbarkeit auf den Menschen eine offene Frage. Bislang wurden noch keine Patienten mit dem System behandelt. Fachleute wie Andreas Birkenfeld vom Universitätsklinikum Tübingen betonen, dass die Skalierung auf den menschlichen Organismus eine entscheidende Hürde darstelle. Da Menschen ein deutlich größeres Blutvolumen und damit eine andere Menge an zu entfernender Glukose aufweisen, sei unklar, ob ein Implantat ausreicht oder ob mehrere Einheiten notwendig wären. Auch die Notwendigkeit operativer Eingriffe bei einem eventuellen Austausch des Geräts wird als Hürde angeführt.

Michael Roden, Geschäftsführer des Deutschen Diabetes-Zentrums, sieht zahlreiche offene Sicherheitsfragen. Experten warnen vor technischen Fehlsteuerungen, die zu Hyper- oder Hypoglykämien führen könnten.

Neben möglichen lokalen Reaktionen sind es vor allem mögliche technische Fehler, die eventuell zu gefährlicher Fehlsteuerung führen, etwa zu stark erhöhter oder zu niedriger Blutglukose (Hyper- und Hypoglykämie) oder zu einer Überreaktion mit Ketoazidose, also einer Übersäuerung des Blutes.

Michael Roden, Deutsches Diabetes-Zentrum

Ein besonderes Risiko sehen Experten bei Menschen mit ausgeprägtem Insulinmangel, da bei ihnen die Gefahr einer Übersäuerung durch Ketonkörper erhöht sein könnte. Auch Siegfried Ussar vom Helmholtz Zentrum München weist darauf hin, dass sich das Risikoprofil auf Grundlage der bisherigen Daten noch nicht seriös einschätzen lasse. Dennoch hebt Ussar die präzise Steuerungsmöglichkeit hervor: Im Gegensatz zu Ansätzen mit Inhibitoren, die unreguliert wirken, lasse sich das elektronische Gerät theoretisch exakt steuern. Das Team um Fussenegger will „Echonun als Medizinprodukt weiterentwickeln.

Der Bedarf für neue Ansätze bleibt hoch: Rund eine Million Menschen in Mitteldeutschland leben mit Adipositas, über eine Million mit Typ-2-Diabetes, wobei viele von beidem betroffen sind.