Diabetes-Implantat ECHO: ETH Zürich senkt Blutzucker bei Mäusen ohne Insulin

Forschende der Eidgenössischen Technischen Hochschule (ETH) Zürich unter der Leitung von Martin Fussenegger haben am 22. Oktober 2026 ein neuartiges medizinisches System zur Blutzuckerkontrolle vorgestellt. Das kabellose Implantat mit der Bezeichnung „ECHO“ (Electrocatalytic Closed-Loop Health Optimization) wandelt überschüssige Glukose auf elektrochemischem Weg direkt in Gluconat um.

Dieser Stoff wird anschließend über die Nieren auf natürlichem Weg ausgeschieden. Die zugrunde liegenden Forschungsergebnisse wurden in der Fachzeitschrift Science veröffentlicht.

Der Bedarf an innovativen Behandlungsformen ist groß: Weltweit sind rund 830 Millionen Menschen von Diabetes betroffen. Allein in Deutschland leben über 10 % der Erwachsenen mit Typ-2-Diabetes, zudem werden jährlich etwa 450.000 Neuerkrankungen registriert.

Funktionsweise und technische Konstruktion des Systems

Das vorgestellte Implantat misst 3 cm in der Länge und operiert vollständig ohne den Einsatz von Insulin, lebenden Zellen oder biologischen Enzymen. Die Energieversorgung erfolgt drahtlos über die Frequenz 13,56 MHz, ein international für medizinische Geräte reserviertes Frequenzband.

Für die chemische Reaktion nutzt das System einen speziellen Katalysator. Dieser besteht aus Graphitfilz mit Gold-Nanoclustern beziehungsweise aus platinbeschichteten Goldflocken und Platinpartikeln.

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Die Steuerung der Einheit ist automatisiert organisiert: Ein Glukosesensor erfasst die Messwerte und kommuniziert via Bluetooth mit einem Smartphone, das die Prozesse regelt. Vor den ersten Versuchen an Lebewesen validierte das Forschungsteam das Verfahren in 5 Litern glukosehaltiger Nährlösung, was dem durchschnittlichen Blutvolumen eines erwachsenen Menschen entspricht.

Ergebnisse aus den präklinischen Tierversuchen

In Versuchen mit übergewichtigen Mäusen, die an Typ-2-Diabetes litten, zeigte das System messbare Effekte. Nach der Aktivierung des Implantats normalisierte sich der Blutzuckerspiegel der Versuchstiere innerhalb von 60 bis 90 Minuten. Die automatische Steuerung lief über Zeiträume von zwölf Tagen beziehungsweise zwei Wochen bei acht Mäusen stabil, während der Katalysator bis zu drei Monate lang funktionsfähig blieb.

Über einen Beobachtungszeitraum von sechs Wochen verloren die Tiere bis zu 10 % ihres Körpergewichts und wiesen niedrigere Triglyceridwerte auf. Gleichzeitig traten über diesen Zeitraum keine Unterzuckerungen auf.

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Bei wiederholten Anwendungen blieb der Effekt konstant; Anzeichen von Gewebeschäden durch elektrische oder thermische Einflüsse wurden nicht festgestellt. Bei den behandelten Tieren maßen die Forschenden zudem höhere Werte freier Fettsäuren und Ketone.

Wissenschaftliche Einordnung und anstehende Schritte

Trotz der Beobachtungen im Tiermodell weisen Fachleute auf grundlegende Herausforderungen bei einer möglichen Übertragung auf den Menschen hin. Andreas Birkenfeld vom Universitätsklinikum Tübingen und Siegfried Ussar von Helmholtz Munich verwiesen auf offene Fragen bezüglich der Skalierung und einer möglichen Ketose. Während eine Maus täglich etwa 2 g Kohlenhydrate verarbeitet, liegt der Wert beim Menschen bei durchschnittlich rund 250 g.

Neben den Dimensionen und der Skalierung des Systems bleiben Aspekte wie die langfristige Haltbarkeit, das Infektionsrisiko, potenzielle Steuerungsfehler sowie der Anstieg von Ketonkörpern zu klären.

Auch die Gluconat-Clearance und ein möglicher Verlust von Elektrolyten müssen genauer untersucht werden. Tests am Menschen stehen bislang aus. Als nächste Schritte plant die ETH Zürich Versuchsreihen an größeren Tieren, namentlich an Schweinen und Schafen.

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