Zellen kommunizieren über kleine extrazelluläre Vesikel, die unter anderem DNA transportieren. Da bisherige Mikroskopietechniken an mangelnder Auflösung und ungeeigneten Farbstoffen scheiterten, blieb der genaue interne Transportweg lange unklar. Nun gelang es einem Forschungsteam der Universitätsmedizin Essen und des Max-Planck-Instituts für Polymerforschung erstmals, diesen Prozess sichtbar zu machen. Die neuen Aufnahmen zeigen, dass die vesikuläre DNA in winzigen Clustern organisiert ist und kaum mit klassischen Markern überlappt. Diese Bildgebung schafft eine entscheidende Basis, um die Funktion dieser DNA bei Krankheiten und im gesunden Organismus weiter zu entschlüsseln.
Die Technik hinter den Bildern
Mithilfe der Single Molecule Localization Microscopy (SMLM) – einer hochentwickelten Form der Super-Resolution-Mikroskopie – hat ein Forschungsteam einen bedeutenden Durchbruch erzielt: Erstmals konnten nanoskalige Aufnahmen von Vesikel-assoziierter DNA (EV-DNA) unter physiologischen Bedingungen erstellt werden. Diese bisher unerreichte Präzision in der Darstellung gelang durch eine innovative methodische Kombination. Dabei setzten die Wissenschaftler auf den extrem stabilen, grün blinkenden Fluorophor BODIPY in Verbindung mit einer Nanobody-basierten Markierung des Vesikelmarkers CD63, was die EV-DNA deutlicher als je zuvor sichtbar machte.
EV-DNA tritt anders auf als erwartet
Die Studie belegte, dass EV-DNA winzige Cluster bildet, von denen viele kleiner als 50 nm sind, und nur selten eine Co-Lokalisation mit klassischen CD63-Vesikeln aufweist. Dieser Befund deutet darauf hin, dass der Transport von DNA über verschiedene EV-Subtypen erfolgt. Des Weiteren stellte das Team fest, dass sich lediglich ein geringer Anteil der EV-DNA in direkter Nähe des Immunsensors cGAS befindet, was auf eine selektive oder vorübergehende Aktivierung angeborener Immunwege schließen lässt. Beide Aspekte sollen in zukünftigen Untersuchungen näher beleuchtet werden. „Diese innovative Bildgebungsstrategie eröffnet neue Möglichkeiten, um besser zu verstehen, wie EV-DNA zur Immunaktivierung, zur Krebsprogression und zur interzellulären Kommunikation beiträgt, und schafft die Grundlage für zukünftige Live-Cell und mehrfarbige nanoskalige Untersuchungen“, sagt PD Dr. Thakur.
Quelle
Universitätsklinikum Essen (02/2026)
Publikation
Single-molecule localization microscopy imaging of extracellular vesicle DNA in recipient cells https://link.springer.com/article/10.1186/s12967-025-07563-3#Abs2