Proteintherapeutika zählen zu besonders wirksamen Arzneimitteln. Die potenzielle Wirksamkeit leidet jedoch darunter, dass diese Therapeutika instabil sind und in hohen Dosen verabreicht werden müssen. Der Nachteil sind unerwünschte Nebenwirkungen auf ansonsten gesundes Gewebe.

Wissenschaftlern ist es gelungen, rote Blutkörperchen (Erythrozyten) als Wirkstoffträger so zu manipulieren, dass Licht als externen Auslöser verwendet werden kann, um die Arzneimittelfreisetzung am gewünschten Ort auszulösen.

Das Proteintherapeutikum wurde eingekapselt, damit es nicht vorzeitig vom Körper abgebaut wird und seine Wirkung nicht an gesundem Gewebe auslöst. Die Freigabe erfolgt dann durch Bestrahlung mit Licht bestimmter Wellenlängen am gewünschten Wirkungsort.

Zuerst hat das Team der Forscher nachgewiesen, dass die lichtgesteuerte Freisetzung mit raumzeitlicher Kontrolle abläuft und dass die freigesetzten Proteine in vitro die erwarteten biologischen Wirkungen zeigen. Im Anschluss wurde der Nachweis an Mäusen wiederholt: Ein Blutgerinnsel auslösendes Enzym wurde auf rote Blutkörper aufgebracht.
Dazu betteten die Wissenschaftler das Peptid Melittin in die Zellmembran von Erythrozyten ein. Melittin ist Hauptbestandteil des Giftes der Europäischen Honigbiene. Melittin ist ein Peptid aus 26 Aminosäuren. Ihm werden antimikrobielle, entzündungshemmende, krebsbekämpfende und antidiabetische Eigenschaften zugeschrieben. Der Nachteil von Melittin: es führt zum Platzen roter Blutkörperchen. Um diese Wirkung vorzeitig zu verhindern, wurde das Peptid derart modifiziert, dass die Wirkung nur nach Bestrahlung mit einer bestimmten Lichtwellenlänge ausgelöst wurde.

In die so manipulierten roten Blutkörperchen wurde Thrombin eingebettet, ein Blutgerinnungsenzym, das zur Verhinderung übermäßiger Blutungen verwendet wird.
Im Anschluss injizierten sie es Mäusen und beleuchteten einen kleinen Bereich eines Ohrs jeder Maus und untersuchten im Anschluss Gewebeabschnitte. Die Analyse zeigte eine Thrombin-bedingte Blutgerinnung nur an den beleuchteten Stellen.

Die Forscher sehen im Ergebnis die Möglichkeit für eine Strategie, mit deren Hilfe die gezielte Freisetzung von Protein-, Peptid- und Nukleinsäuretherapeutika gelingen kann.