Genetische Vorgänge zerstörungsfrei aus Zellen ablesen

Bisher mussten Zellen zerstört werden, um ihre genetischen Vorgänge zu untersuchen, was die kontinuierliche Beobachtung von Prozessen über längere Zeiträume verhinderte. Ein Team der Technischen Universität München (TUM) und von Helmholtz Munich hat nun jedoch eine Methode entwickelt, mit der sich fortlaufend aktuelle Geninformationen aus lebenden Zellen gewinnen lassen. Diese Innovation ermöglicht es künftig, beispielsweise die Entwicklung von Stammzellen für Therapien oder die spezifische Wirkung von Medikamenten innerhalb der Zellen wesentlich präziser zu kontrollieren.

Genanalyse ohne Zellzerstörung ermöglicht Langzeitbeobachtung

Normalerweise erfordert eine Transkriptom-Analyse, die die aktuelle Genaktivität sichtbar macht, das Auflösen der Zellen, wodurch wiederholte Messungen an denselben Objekten ausgeschlossen sind. Ein Team um Professor Gil Westmeyer nutzt für den neuen Untersuchungsprozess NTVE (Non-destructive Transcriptomics via Vesicular Export) hingegen virusähnliche Partikel, die Boten-RNA in winzigen Bläschen aus der lebenden Zelle herausschleusen. Diese RNA wird anschließend außerhalb der Zelle extrahiert und analysiert, um die aktiven Gene zu bestimmen. Die so gewonnenen Informationen stimmen hervorragend mit herkömmlichen Standardmethoden überein. Jedoch vermeiden sie die dauerhafte Zerstörung der Proben. Dadurch ermöglicht die Methode engmaschige Probenahmen über mehrere Tage. Das ermöglicht etwa die Überwachung der Entwicklung von Stammzellen zu Herzmuskelzellen oder die Analyse der Kommunikation zwischen Neuronen und verschiedenen Zelltypen.

Hoffnung für bessere Behandlungsmethoden von schweren Krankheiten

Prof. Gil Westmeyer betont: „Diese Methode stellt der biomedizinischen Forschung ein mächtiges neues Instrument zur Verfügung. Wir werden tagesgenaue Einblicke in die Reifung und Funktionalität von Stammzellen erhalten. Das könnte zukünftige Zelltherapien zielgenauer und effektiver machen.“ Über die Optimierung von Therapien hinaus sehen Erstautor Niklas Armbrust und Co-Corresponding-Autor Dr. Jeffery Truong weitere Anwendungsfelder für das Verfahren. Sie ergänzen: „Unsere neue Methode ermöglicht es auch, Zellen genetisch auf die Implantation in Gewebe vorzubereiten. Zudem lässt sich NTVE potenziell für die Langzeitanalyse von Organoiden sowie für die weitere Erforschung von Tumoren und ihrer Kommunikation nutzen.“ Damit bietet die Technologie eine neue Basis für die personalisierte Medizin und die komplexe Gewebeforschung.

Quelle

Technische Universität München (05/2026)