Forschende bilden natürliche Zellkommunikation nach

Schweizer Wissenschaftler:innen ist eine Sensation gelungen: Erstmals konnte mit synthetischen Zellen die natürliche Zellkommunikation nachgestellt werden. Das eröffnet neue Möglichkeiten für die Grundlagenforschung und Medizin.

Basel. Einem Forschungsteam der Universität Basel ist es gelungen, einfache, umweltsensitive Zellen mitsamt Zellorganellen synthetisch zu erzeugen. Erstmals konnten sie mit diesen Protozellen auch die natürliche Kommunikation zwischen Zellen nachahmen – nach dem Vorbild von Lichtsinneszellen im Auge. Die Forschungsergebnisse des Teams um Cornelia Palivan von der Universität Basel und Nobelpreisträger Ben Feringa von der Universität Groningen eröffnen damit neue Möglichkeiten für die Grundlagenforschung und Anwendungen in der Medizin.

Palivan und ihre Mitarbeitenden forschen an winzigen Behältern aus Polymeren, die sie mit bestimmten Molekülen beladen, um sie dann gezielt wieder zu öffnen. In ihrer aktuellen Arbeit geht das Team noch einen Schritt weiter: «Wir haben Nanocontainer ins Innere von Mikrocontainern gepackt», erklärte Palivan. Damit ahmen die Forschenden Zellen mit Zellorganellen nach. Solche stark vereinfachte, synthetische Zellen werden auch als Protozellen bezeichnet. In ihrer Publikation, die im Fachjournal «Advanced Materials» erschienen ist, beschreiben die Forschenden ein System von Protozellen aus Polymeren, Biomolekülen und weiteren Nanokomponenten, das der Signalübertragung in der Netzhaut des Auges nachempfunden ist: Es besteht aus lichtempfindlichen Protozellen, den «Sendern», auf der einen und Empfänger-Protozellen auf der anderen Seite. «Wir konnten mit einem äusseren Lichtimpuls eine Organellen-basierte Signalkaskade auslösen und mit Kalzium-Ionen modulieren. Ein solch zeitlich und räumlich kontrollierbares System nach dem Vorbild natürlicher Zellkommunikation zu erzeugen, ist ein Novum», betonte Studienleiterin Palivan.

Zum einen legen die Forschenden mit ihrer Entwicklung den Grundstein, um komplexere Kommunikationsnetzwerke lebender Zellen synthetisch nachzubauen und dadurch besser zu verstehen. Zum anderen bietet sich die Möglichkeit, Kommunikationsnetzwerke zwischen synthetischen und natürlichen Zellen zu schaffen und damit eine Schnittstelle zwischen ihnen zu entwickeln. Langfristig wären auf dieser Basis auch therapeutische Anwendungen denkbar, etwa um Krankheiten zu behandeln, aber auch um Gewebe mit synthetischen Zellen zu entwickeln. (red)

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Quelle: Medienmitteilung der Universität Basel