Den Zellkern durchdringen, ohne ihn zu zerstören: Es ist geschafft

Den Zellkern zu durchdringen, ohne ihn zu zerstören, scheint eine technische Meisterleistung zu sein. Doch Forschern ist es kürzlich gelungen, eine nichtinvasive Methode zu finden, die die Gentherapien revolutionieren könnte.

Eine Reihe von Nanopfeilern ermöglicht es, die Kernmembran der Zellen vorübergehend zu öffnen. Dieses Verfahren gewährleistet einen Eingriff, der ihre äußere Struktur nicht beeinträchtigt.


Der Zellkern, der die DNA enthält, ist durch eine äußerst selektive Membran geschützt. Traditionell erfordert der Zugang zu diesem Bereich invasive Techniken, die manchmal die Zelle zerstören.

Forscher der Universität von Kalifornien in San Diego haben eine innovative Methode entwickelt, die auf der Verwendung von Nanopfeilern basiert – mikroskopisch kleinen, zylinderförmigen Strukturen. Wenn die Zelle auf dieses Netzwerk gelegt wird, tritt die Kernmembran, die die DNA schützt, mit diesen Nanopfeilern in Kontakt. Ihre spezifische Anordnung und Größe übt einen leichten Druck auf die Membran aus und verursacht eine kontrollierte Verformung. Diese Verformung führt zur Entstehung winziger Öffnungen in der Membran, die groß genug sind, um Materialien wie Medikamente oder therapeutische Gene in die Zelle einzuführen, ohne sie zu beschädigen.

Was diese Technik einzigartig macht, ist die Tatsache, dass diese Öffnungen nur vorübergehend bestehen. Sobald die Zelle aus dem Nanopfeiler-Netzwerk entfernt wird, verschließt sich die Kernmembran dank ihrer elastischen Eigenschaften wieder von selbst. Dieser natürliche "Heilungsprozess" stellt sicher, dass die Struktur der Zelle intakt bleibt, was entscheidend dafür ist, dass sie nach dem Eingriff normal weiter funktionieren kann.

Dieses Verfahren eröffnet viele Möglichkeiten, insbesondere in der Gentherapie. Da der Zellkern direkt anvisiert wird, könnte es möglich werden, defekte Gene zu korrigieren oder genetische Erkrankungen mit beispielloser Genauigkeit zu behandeln.


Parallel dazu könnte die Verabreichung von Medikamenten von diesem Fortschritt profitieren. Mit den Nanopfeilern lassen sich Behandlungen direkt in erkrankte Zellen einbringen, wodurch die Nebenwirkungen bei invasiveren Therapien verringert werden.

Die Forscher setzen ihre Untersuchungen fort, um die Mechanismen der Reparatur der Kernmembran besser zu verstehen. Die Optimierung dieses Verfahrens ist entscheidend, um seine klinische Anwendung sicherzustellen.

Die Ergebnisse dieser Forschung wurden in Advanced Functional Materials veröffentlicht.