Genetisch idente Humanzellen, die sich beleuchten und kontrollieren lassen. - © Janovjak/IST Austria
Genetisch idente Humanzellen, die sich beleuchten und kontrollieren lassen. - © Janovjak/IST Austria

Klosterneuburg/Wien. (apa/ski) Forscher des Institute of Science and Technology (IST) Austria in Klosterneuburg und der Medizinischen Universität Wien fanden einen Weg, um Krebszellen von Säugetieren mittels Licht gezielt zu aktivieren. Dazu bauten sie ein Algenprotein als "Lichtschalter" ein - laut Aussendung des Instituts die erste Anwendung der Optogenetik in der Krebsforschung.

Die Entwicklung von optogenetischen Ansätzen, also das gezielte Ein- und Ausschalten von genetisch veränderten Zellen durch Licht, gilt als besonders richtungsweisendes Forschungsfeld innerhalb der Biologie. Über ihren Ansatz zur Steuerung des Verhaltens von Krebszellen auf diese Weise berichten IST-Forscher Harald Janovjak und Michael Grutsch vom Institut für Krebsforschung der Medizinuni Wien und Kollegen in der aktuellen Ausgabe des Fachmediums "EMBO Journal".

Als Schnittstellen an der Schwelle zwischen der Zellumgebung und den Abläufen im Inneren einer Zelle fungieren Rezeptoren auf deren Oberfläche. Forscher arbeiten daran, diese Rezeptoren zeitlich und örtlich möglichst gezielt und hochauflösend zu aktivieren oder zu inaktivieren. Im Unterschied zu pharmakologischen und genetischen Methoden kann das mittels Licht viel präziser erfolgen.

Die Forscher um Janovjak und Grusch veränderten nun wichtige Zelloberflächenrezeptoren namens Rezeptortyrosinkinasen (RTKs) derart, dass sie sich durch Bestrahlung mit Licht kontrollieren lassen. Um in die RTKs sozusagen einen Lichtschalter einzubauen, verbanden die Wissenschafter genau jenen Teil der Rezeptoren, der für die Übertragung wichtig ist, mit als Lichtsensoren fungierenden Proteinen aus einer Gelbgrünalge.

In Krebszellen verursacht die Aktivierung der so umgestalteten Rezeptoren Veränderungen im Aufbau der Zelle, in der Zellvermehrung und in der Bildung von Proteinen. All das sind Charakteristika erhöhter Krebsbösartigkeit. Komplexe Vorgänge innerhalb der Zellen lassen sich also durch die neu entwickelten Rezeptoren relativ einfach auslösen. Diese Methode könnte etwa in der Medikamentenforschung genutzt werden, aber auch das Überleben und die Funktion von Zellen bei degenerativen Erkrankungen wie Alzheimer sichern, heißt es in der Aussendung.