Forschende der Technischen Universität München (TUM) und Helmholtz Munich haben eine bahnbrechende Methode zur Untersuchung genetischer Vorgänge in lebenden Zellen entwickelt. Diese innovative Technik, die unter dem Namen NTVE (Non-destructive Transcriptomics via Vesicular Export) bekannt ist, ermöglicht es, Boten-RNA aus Zellen zu extrahieren, ohne die Zellen dabei zu zerstören. Bisherige Ansätze zur Analyse der genetischen Aktivität erforderten die Zerstörung der Zellen, was langfristige Beobachtungen und wiederholte Messungen erheblich einschränkte.
Die NTVE-Technik nutzt virusähnliche Partikel, um Boten-RNA in winzigen Bläschen aus den Zellen zu transportieren. Diese RNA kann anschließend außerhalb der Zelle analysiert werden, was eine wiederholte Probenahme derselben Zellen über mehrere Tage ermöglicht. Diese Methodik ist besonders wertvoll für die Beobachtung von Entwicklungsschritten, beispielsweise bei der Differenzierung von Stammzellen zu Herzmuskelzellen oder anderen Zelltypen.
Anwendungsvielfalt der NTVE-Methode
Die Anwendungsmöglichkeiten der NTVE-Technik sind breit gefächert. So funktioniert sie nicht nur bei Stammzellen, sondern auch bei Neuronen und unterschiedlichen Zelltypen, wodurch sie die Analyse von Zellkommunikation erleichtert. Die Ergebnisse der NTVE-Analysen korrelieren gut mit den klassischen Transkriptom-Analysen, was die Zuverlässigkeit dieser neuen Methode unterstützt.
Die Wissenschaftler setzten bei ihren Experimenten auf menschliche induzierte pluripotente Stammzellen (hiPSCs) und führten alle Studien gemäß geltenden institutionellen und nationalen Richtlinien durch. Diese Forschungen umfassten umfassende molekularbiologische Techniken zur Klonierung, einschließlich PCR, Restriktionsverdau und DNA-Gel-Elektrophorese, um genetische Konstrukte effektiv zu erzeugen und zu analysieren.
- Die RNA-Isolation erfolgte aus Zelllysaten und NTVE-Vesikeln.
- Zur Charakterisierung der NTVE-Partikel wurden Kryo-Elektronenmikroskopie und DLS-Analysen eingesetzt.
- Neben der RNA-Analyse stellte die Verwendung von Flusszytometrie und Sanger-Sequenzierung weitere bedeutende Schritte in den Untersuchungen dar.
Rolle der Gen- und Zelltherapien
Die Forschung zu Gen- und Zelltherapien gewinnt zunehmend an Bedeutung, da sie personifizierte medizinische Ansätze zur Bekämpfung schwerwiegender Erkrankungen wie Krebs und Erbkrankheiten bieten. Das Bundesministerium für Forschung und Technologie (BMFTR) hebt die wirtschaftlichen Potenziale dieser Therapien hervor und strebt an, Deutschland zu einem führenden Standort in der Forschung und Entwicklung auf diesem Gebiet zu machen. Dies geschieht im Austausch mit relevanten Akteuren und durch gezielte Fördermaßnahmen für Arzneimittel für neuartige Therapien (ATMPs).
ATMPs, die aus ganzen Zellen, Geweben oder Genen bestehen, unterscheiden sich grundlegend von herkömmlichen Arzneimitteln. Sie ermöglichen eine personalisierte Therapie, sind jedoch in der Herstellung komplex und nicht in großen Mengen produzierbar. Finanzielle Risiken sind dabei ebenfalls nicht zu vernachlässigen, weshalb das BMFTR Technologien fördert, die die Effizienz in der Produktion von ATMPs steigern und somit einen Übergang von der Grundlagenforschung zur klinischen Anwendung gewährleisten sollen.
Eine nationale Strategie zur Förderung von Gen- und Zelltherapien wurde vom BMFTR koordiniert. Dieses Strategiepapier, veröffentlicht am 12.06.2024, umfasst acht zentrale Handlungsfelder, die von der Vernetzung der Stakeholder bis zur Qualitätssicherung in der GMP-Produktion reichen. Ein Netzwerkbüro im Berlin Institute of Health begleitet die Umsetzung dieser Strategie und wird 2024 nationale Projektförderungen ausrollen, um den Forschungsraum in diesem dynamischen Bereich weiter zu stärken.