Andocken, eindringen - Zelle geheilt - Spektrum der Wissenschaft

News: Andocken, eindringen - Zelle geheilt

Viren verstehen es normalerweise nur allzugut, in unsere Zellen einzudringen. Wenn Wissenschaftler sie jedoch bewußt so modifizieren, daß sie gewünschte Gene für eine Gentherapie transportieren, haben sie allerdings für gewöhnlich Schwierigkeiten, in die Zellen zu gelangen, wo ihre Fracht benötigt wird. Jetzt scheinen Forscher dieses Hindernis überwunden zu haben, indem sie den gewichtigen, wenig kampflustigen Viren eine Brücke bauen.

Die neue Technik verknüpft Virus und Zielzellen über eine Brücke, die aus zwei Proteinen besteht: dem Wachstumsfaktor EGF (Epidermal growth factor) und dem Rezeptor für ein Protein, das sich auf dem Avian Leukosis Virus (ALV) befindet. Wird diese Brücke zu einer Zellkultur gegeben, so erlaubte sie dem Virus nicht nur, an die Zelle zu binden, sondern auch in sie einzudringen. Die Forscher der Harvard Medical School beschreiben diese Erkenntnisse (Abstract) in Proceedings of the National Academy of Sciences vom 9. Juni.

"Das Neue dabei ist, daß dieser Transportmechanismus effizient arbeitet. Dies bietet uns zum ersten Mal die Möglichkeit, daß wir diese Methode einsetzen können, um jeden Zelltyp, den wir wollen, gezielt anzusprechen", sagt John Young, Professor für Mikrobiologie und Molekulargentik. Er entwickelte die Methode in Zusammenarbeit mit der Studentin Sophie Snitkovsky.

Die meisten Versuche, in vivo Gen-Transportsysteme zu entwickeln, konzentrierten sich auf eine weitere Modifizierung des Virus, zum Beispiel, indem man in seine Hülle eine Struktur einbaut, die das Virus zu einem spezifischen Zelltyp leitet. Aber diese Eingriffe scheinen die Fähigkeit des Virus zu beeinträchtigen, in Zellen einzudringen.

"Wir wollten eine Methode finden, bei der wir die normale Interaktion zwischen Virushülle und Zellrezeptor so weit wie möglich erhalten", bemerkt Young. Er und Snitkovsky konstruierten die EGF-ALV-Rezeptor-Proteinbrücke und wandten sie auf eine Reihe von Zellarten an, einschließlich solcher mit dem normalen EGF-Rezeptor und andere Typen ohne. Nur jene Zellen mit dem EGF-Rezeptor banden an die molekulare Brücke.

Um festzustellen, ob das Virus nach einer erfolgreichen Bindung auch tatsächlich in die Zellen eindringen konnte, fügten die Forscher in das Virus ein Resistenz-Gen gegen das Antibiotikum Neomycin ein. Diese gentechnisch veränderten Viren wurden zu Zellen gegeben. Nach einer Inkubationszeit setzten die Wissenschaftler dann die Zellen dem Neomycin aus.

Zur Überraschung der Forscher bildeten sich Kolonien – ein Beweis dafür, daß die Zellen durch die erfolgreiche Infektion mit dem Virus gegen Neomycin resistent geworden waren. Es wurde sogar ein weit höherer Prozentsatz der Zellen infiziert als erwartet. "Dies ist wirklich ziemlich bemerkenswert. Ich denke, wildes Herumhüpfen ist nur eine milde Umschreibung unserer Reaktion", sagt Young.

Der Erfolg könnte teilweise auf die Einfachheit des ALV-Systems zurückzuführen sein. Im Gegensatz zu HIV, das multiple Rezeptoren benutzt, scheint ALV über einen einzigen Rezeptor in Zellen einzudringen. Während der ALV-Rezeptor daher auf einzigartige Weise für die Proteinbrücken-Methode geeignet zu sein scheint, ist EGF nur einer von vielen möglichen Proteinpartnern. Young und Snitkovsky vermuten, daß die Methode an einer Vielzahl von Zelloberflächen-Markern eingesetzt werden könnte, einschließlich jenen, die man in Krebszellen findet.

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