ECHO gegen Typ-2-Diabetes: Mäuse verloren in sechs Wochen bis zu 10 Prozent Gewicht

Nach der Entwicklung eines drahtlosen elektronischen Implantats zur Blutzuckerregulierung bereiten Forschende die nächsten Erprobungsphasen vor. Das an der ETH Zürich im Departement Biosysteme Basel vom Team um Martin Fussenegger entwickelte System namens ECHO (Electrocatalytic Closed-Loop Health Optimization) zielt darauf ab, überschüssige Glukose direkt aus dem Blut zu entfernen.

Während die Grundlagen in einer am 22. Oktober 2026 in der Fachzeitschrift Science veröffentlichten Studie dargelegt wurden, stehen nun Untersuchungen an größeren Tieren wie Schafen und Schweinen an, bevor klinische Studien am Menschen folgen können. Wesentliche Fragen zur langfristigen Funktionsdauer und zu notwendigen Wechselintervallen sind Gegenstand der weiteren Entwicklung.

Geschlossener Regelkreis ohne Medikamente

Das Konzept setzt auf einen medikamentenfreien Ansatz zur Behandlung von Adipositas und Typ-2-Diabetes. Das Implantat ist etwa 1x2 cm groß, flach konstruiert und für das Einsetzen unter die Haut im Bereich von Oberarm oder Oberschenkel vorgesehen.

Die elektronische Steuereinheit befindet sich in einem 3D-gedruckten Gehäuse. Die Energieversorgung erfolgt drahtlos mit einer Frequenz von 13,56 MHz, vergleichbar mit der Technologie zum kontaktlosen Laden von Mobiltelefonen.

Die Steuerung des Systems ist als geschlossener Regelkreis konzipiert. Ein handelsüblicher kontinuierlicher Glukosemonitor (CGM) am Arm erfasst die Blutzuckerwerte und übermittelt diese bei Überschreiten eines Schwellenwerts via Bluetooth an ein Smartphone oder eine Smartwatch. Das Endgerät aktiviert den Katalysator drahtlos. Sobald der angestrebte Zielwert erreicht ist, stoppt das Implantat automatisch, um eine Hypoglykämie zu verhindern.

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Vollständig anorganischer Katalysator

Der im Implantat eingesetzte Elektrokatalysator arbeitet ohne den Einsatz von biologischen Zellen oder Enzymen. Er besteht aus anorganischen Materialien: Graphitfilz kombiniert mit platinbeschichteten Gold-Nanoclustern sowie kleineren Platinpartikeln.

Dieses Material oxidiert Glukose zu Gluconsäure beziehungsweise Gluconat, das anschließend über die Nieren abgebaut und ausgeschieden wird. Die Funktion dieser Glukoseumwandlung wurde von der ETH Zürich bereits in einem 5-Liter-Reservoir mit Glukoselösung demonstriert, was in etwa dem menschlichen Blutvolumen entspricht.

Erste präklinische Tests an Mäusen mit Adipositas und Typ-2-Diabetes lieferten Hinweise auf die Wirksamkeit. Eine drahtlose Aktivierung bei 0,75 Volt und 10 Milliampere führte innerhalb einer Stunde zu einer Normalisierung des Blutzuckerspiegels. Über einen Behandlungszeitraum von 6 Wochen hinweg sank das Körpergewicht der Tiere um bis zu 10%, begleitet von einem Rückgang der Triglyceridwerte.

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Zugleich stiegen freie Fettsäuren sowie Ketone an, da der Organismus gespeichertes Fett zur Energiegewinnung nutzte. In diesem Zeitraum traten weder Hypoglykämien noch signifikante Nebenwirkungen, entzündliche Reaktionen, Verhaltensänderungen oder Gewebeschäden durch elektrische oder thermische Effekte auf.

Offene Fragen vor der klinischen Erprobung

Trotz der ersten Laborergebnisse betonen Fachleute die Hürden bis zu einem möglichen käuflichen Medizinprodukt. In Deutschland leben über 9 Mio. Menschen mit Diabetes Typ 2, doch vor einem Einsatz am Menschen müssen Aspekte wie die Langzeit-Biokompatibilität, die Dauerhaltbarkeit des Katalysators, die präzise Dosiskontrolle und die Skalierung eingehend geprüft werden.

Unbeteiligte Forschende verweisen zudem auf potenzielle Risiken wie Infektionen beim Einsetzen sowie die Gefahr eines Ausfalls der elektrischen Steuereinheit.

Auch der Endokrinologe Renato Reis von der SBEM stuft das Verfahren zwar als hochinnovativ ein, da es die Glukoseverfügbarkeit ohne den Einsatz von Hormonen direkt senke, hebt jedoch hervor, dass sich die Technologie noch im experimentellen Stadium befinde.

Die Langzeitsicherheit, insbesondere im Hinblick auf die Belastung der Nieren, bleibe vorerst ungeklärt. Etablierte Therapieformen wie Insulin, Semaglutid oder Tirzepatid könne das Verfahren gegenwärtig nicht ersetzen.