US-Chemikern ist es gelungen, rote Blutkörperchen von ihrer normalen Form, einer dicklichen Scheibe, zu einer bizarren Igelfischform und wieder zurück zu verändern. Diese gezielte Formveränderung zeigt einen neuen Weg, Zellen in medizinisch nützliche Formen zu bringen, denn durch ihre äußere Gestalt interagieren sie mit ihrer Umwelt. Die Form beeinflusst, wie die Zellen etwa mit Viren oder Hormonen kommunizieren, und wie das Immunsystem auf sie reagiert.
Werkzeug für die Verformung der Blutzellen sind künstliche Enzyme, entwickelt von J. Middleton Boon und Bradley Smith von der University of Notre Dame. Die synthetischen Moleküle namens Translocasen greifen wie ihre natürlichen Vorbilder an den Molekülbausteinen der Zellwände an, den so genannten Phospholipiden. Wie andere Zellen besitzen Erythrozyten, die roten Blutkörperchen, in ihrer Membran zwei Schichten mit unterschiedlichen Mengen zweier Phospholipid-Typen. Diese asymmetrische Verteilung kontrolliert Zellfunktionen wie das Verklumpen oder die Selbstreinigung der Zellen. Natürliche Translocasen sorgen dafür, dass die Verteilung der beweglichen Phospholipide in der Membran asymmetrisch bleibt.
Mit ihren künstlichen Translocasen konnten die Wissenschaftler die Zellform gezielt beeinflussen, indem sie der Zellwand veränderte Phospholipide hinzufügten. Die Translocasen verschoben diese in die äußere Membranschicht und brachten die Zelle so zu ihrer ursprünglichen Form zurück, so die Forscher im Journal of the American Chemical Society. Erste Hinweise auf eine solche Wirkung hatten sie bereits vor zwei Jahren gefunden, hatten damals aber noch keine Erklärung dafür.
Nachdem klar ist, wie die synthetischen Moleküle funktionieren, glauben Boon und Smith, dass man sie gezielt “designen” kann und damit die Zelloberfläche verschiedenen biologischen Zwecken anpassen kann.
Dörte Saße
