Ein Druck von wenigen Millisekunden hilft Hautzellen, sich in Nervenzellen zu verwandeln.
Eine Hautzelle und ein Neuron haben dennoch nicht viel gemeinsam. Die eine schützt unseren Körper, das andere überträgt Nachrichten im Gehirn. Doch sie besitzen fast dieselbe DNA. Was sich ändert, ist der Teil dieser Anweisungen, den jede Zelle nutzt.
Seit mehreren Jahren wissen Forschende, wie sie auf diese Anweisungen einwirken können, um die Funktion einer Zelle zu verändern. Das Problem ist, dass einige von ihnen schwer zugänglich sind. Die DNA ist im Zellkern sehr eng gepackt, und die für die Umwandlung erforderlichen Gene bleiben für die im Labor verwendeten Werkzeuge manchmal unzugänglich.
Ein Team der University of California in Los Angeles hat einen erstaunlich einfachen Ansatz ausprobiert: Es ließ Hautzellen von Mäusen durch mikroskopisch kleine Kanäle laufen, die schmaler als ihr Zellkern waren. Dieser wurde für wenige Millisekunden zusammengedrückt. Dadurch lockert sich die DNA vorübergehend.
Die Forschenden kombinierten diesen Druck mit einem Werkzeug namens CRISPRa. Im Gegensatz zu Techniken, die die DNA zerschneiden, dient dieses dazu, bereits vorhandene Gene zu aktivieren. So kann es Anweisungen in Gang setzen, die eine Hautzelle dazu bringen, die Eigenschaften eines Neurons anzunehmen.
Mit CRISPRa allein entwickelten sich etwa 3 % der Zellen zu Nervenzellen. Durch die zusätzliche Kompression stieg dieser Anteil auf etwa 10 %. Anschließend bereiteten die Forschenden die Zellen vor, indem sie ein weiteres Gen aktivierten, das sie leichter umwandeln lässt, bevor sie die Umwandlung einleiteten. Die Rate stieg daraufhin auf knapp 40 %.
Warum sollte man versuchen, auf diese Weise Neuronen herzustellen? Menschliche Nervenzellen lassen sich nur schwer entnehmen. Ihre Herstellung im Labor könnte dabei helfen, bestimmte Erkrankungen des Gehirns zu untersuchen und neue Medikamente zu testen, ohne direkt Gewebe aus dem Gehirn entnehmen zu müssen.
Bisher wurde das Experiment mit im Labor kultivierten Mäusezellen durchgeführt. Nun müssen die Forschenden die Methode an anderen Zelltypen testen, insbesondere an menschlichen.