Die künstliche Qualle bewegt sich in einem Salzwasser-Container. © Harvard University/Caltech

Sie hat das Herz einer Ratte, eine Außenhaut aus Silikon, aber sie ist eine Qualle. Wenn auch eine künstliche: ein kleines, nur knapp einen Zentimeter großes Mischwesen aus Muskeln und Kunststoff. Mit synchronen Stößen ihrer acht Arme gleitet sie elegant durchs Wasser. »Medusoid« hat die Biotechnologin Janna Nawroth ihr Geschöpf liebevoll genannt.

Der Medusoid ist das Ergebnis einer Kooperation zwischen der Ost- und der Westküste der USA: Der Herzforscher Kevin »Kit« Parker aus Harvard besuchte einst die Labore des Quallenforschers John Dabiri am California Institute of Technology. Dort sah er die pumpende Bewegung junger Quallen und stellte fest: »Die sehen doch aus wie kleine Herzen.«

So erinnert sich Nawroth, die man wohl als die Mutter der künstlichen Tierchen bezeichnen kann. Nawroth ist Deutsche, studierte in Heidelberg Molekulare Biotechnologie, bevor sie für ihre Promotion nach Kalifornien in John Dabiris Labor ging. Denn dort entstand aus Kit Parkers dahergesagtem Satz bald ein interdisziplinäres Forschungsprojekt. Ein rudimentäres künstliches Herz wollten die Wissenschaftler erschaffen. Ihr ungewöhnlicher Ansatz: nicht Schicht für Schicht ein möglichst realitätsgetreues Herz zu bauen, sondern stattdessen seine grundlegende Funktion nachzuahmen. Mit anderen Materialien und anderen Formen. Die erste Station: eine künstliche Qualle.

In mehreren Jahren hat Janna Nawroth Hunderte der kleinen Tierchen gebaut, bevor das endgültige, erfolgreiche Design fertig war. Dieses besteht aus einem Rohling aus dünner Silikonfolie, der schon die Form der ausgebreiteten Qualle hat. Nawroths Medusoide imitieren keine erwachsenen Tiere, sondern die Jungtiere der Ohrenqualle. Diese haben acht Arme, die erst später zu einem geschlossenen Schirm zusammenwachsen. Bei diesen Babyquallen sorgen Muskelzellen für schnelle Kontraktionen der Arme, mit denen sich das Tier durch das Wasser bewegt. Eine zweite Art Muskulatur stellt nach jedem Schlag wieder die entspannte Form der Qualle her.

Diese zweite Muskelsorte ist beim Medusoiden überflüssig, weil die Silikonfolie von selbst in ihre ursprüngliche Form zurückkehrt. Auf die Folie druckt Nawroth eine Proteinschicht mit mikroskopisch kleinen Vertiefungen. »Wie Ackerfurchen«, erklärt sie. Schließlich kommen die Zellen dazu – lebendige Muskelzellen, die einem Rattenherz entnommen wurden. »Das ist wie eine Organtransplantation«, meint Nawroth. Sie gibt die Zellen, die in einer Lösung liegen, tropfenweise auf das proteinbedruckte Silikon, »sät« sie auf ihren »Acker«, wo sie sich zwischen den Protein-Furchen anordnen und ihre Fasern ausrichten. »Damit am Ende alle Muskelzellen an einem Strang ziehen«, erklärt Nawroth.

Sechs Monate lang hat Nawroth immer abwechselnd an der Ost- und an der Westküste gewohnt. In Kalifornien hat sie lebende Quallen studiert, in Boston versuchte sie, ihre Cyborg-Quallen zu basteln. »Ein halbes Jahr lang funktionierte gar nichts«, erzählt sie. »Es war ein trüber Winter in Boston, meine Medusoide bewegten sich nicht. Und ich stellte mir vor, ich könnte jetzt im warmen Kalifornien sein.« Dann endlich fand sie die Ursache: Die Gussformen, in denen sie die Silikonrohlinge produzierte, enthielten geringe Mengen eines Stoffs, der für die Zellen giftig war. Die Herzmuskeln starben trotz Nährflüssigkeit.