Ein Forschungsteam des Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST) hat erfolgreich eine bioelektronische Plattform entwickelt, die das giftige Gas Schwefelwasserstoff (H₂S) in ein präzises therapeutisches Werkzeug umwandeln kann. Diese Technologie ermöglicht durch elektrische Signale eine genaue Kontrolle über die Erzeugung und Abgabe von Schwefelwasserstoff und bietet so eine neue Methode für gezielte Therapien. Sie hat das Potenzial, Nebenwirkungen zu reduzieren und die Entwicklung der Präzisionsmedizin voranzutreiben. Die Forschungsergebnisse wurden in der Fachzeitschrift „Science Advances“ veröffentlicht.

Das von Professor Jimin Park vom Department für Chemische und Biomolekulare Technik geleitete Team schuf die „Bioelektronische H₂S-Abgabeplattform“. Diese Plattform kann die Freisetzung von Schwefelwasserstoff präzise zu bestimmten Zeiten und an bestimmten Orten regulieren und überwindet damit die Grenzen herkömmlicher Methoden in Bezug auf Konzentrationskontrolle und gezielte Abgabe.

Schwefelwasserstoff wurde in der Vergangenheit aufgrund seines Geruchs und seiner Toxizität als schädlicher Stoff angesehen. Jüngste Forschungen haben jedoch gezeigt, dass er als biologisches Signalmolekül zur Aufrechterhaltung der Zellgesundheit und zur Regulierung von Proteinfunktionen beiträgt. Die klinische Anwendung war jedoch eingeschränkt, vor allem aufgrund der Schwierigkeit, seine Abgabe präzise zu steuern. Die neue Plattform nutzt elektrochemische Kontrolltechniken, die wie ein Schalter funktionieren, und erhöht so die Präzision.

Die Technologie ist vom bakteriellen Stoffwechselkreislauf inspiriert. Durch Anlegen eines elektrischen Stroms an Thiosulfat-Ionen (S₂O₃^2-) wird Schwefelwasserstoff erzeugt, was sicherer und präziser ist als chemische Methoden. Das Team verglich verschiedene Metallelektroden und stellte fest, dass Silberelektroden aufgrund ihrer hohen Elektronentransfereffizienz am effektivsten sind, um selektiv Schwefelwasserstoff zu erzeugen. Durch Anpassung von Spannung und Zeit kann die Freisetzungsmenge fein reguliert werden.

In Experimenten mit humanen Zellen (HEK293T) regulierte die Plattform erfolgreich Ionenkanäle (TRPA1) und stellte das Gleichgewicht von oxidativ gestressten Zellen wieder her, was eine schützende Wirkung zeigte. Die Zytotoxizität war extrem niedrig, was auf eine Sicherheit hindeutet, die für potenzielle Anwendungen am Menschen geeignet ist.

Professor Park erklärte: „Diese Forschung verwandelt Schwefelwasserstoff von einer toxischen Substanz in ein Werkzeug zur Regulierung biologischer Systeme, indem sie eine präzise Abgabe durch elektrische Kontrolle ermöglicht.“ Er fügte hinzu: „Diese Technologie hat das Potenzial, zu einem Präzisionsmedizingerät für die Behandlung neurologischer und kardiovaskulärer Erkrankungen erweitert zu werden und in der digitalen Gesundheitsfürsorge Anwendung zu finden.“

Publikationsdetails: Autor: The Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST); Titel: „Bioelectronic platform enables precise H₂S delivery to cells, turning a toxic gas into a therapeutic tool“; veröffentlicht in: „Science Advances“ (2026).