Um die genetischen Vorgänge in Zellen untersuchen zu können, mussten diese dafür bislang zerstört werden. Das verhinderte die Beobachtung von Prozessen über längere Zeit hinweg. Ein Team der Technischen Universität München (TUM) und von Helmholtz Munich hat nun eine neue Methode entwickelt, um immer wieder aktuelle Geninformationen aus lebenden Zellen zu gewinnen. Dadurch lassen sich künftig zum Beispiel Stammzellen für Therapien oder die Wirkung von Medikamenten in Zellen besser kontrollieren.

Normalerweise müssen Zellen für eine sogenannte Transkriptom-Analyse, die zeigt, welche Gene gerade aktiv abgelesen werden, aufgelöst werden, was eine wiederholte Messung an denselben Zellen unmöglich macht. Die Forschenden um Gil Westmeyer, Professor für Neurobiological Engineering an der TUM, nutzen für ihren neuen, NTVE (Non-destructive Transcriptomics via Vesicular Export) genannten, Untersuchungsprozess virusähnliche Partikel. Diese schleusen Boten-RNA – also die aktiven Genprodukte – in winzigen Bläschen aus der lebenden Zelle hinaus.

Die RNA wird dann außerhalb der Zelle aus den Transportbläschen extrahiert und analysiert. Die Forschenden können so feststellen, welche Gene gerade aktiv sind. Die Ergebnisse der mit dem neuen Prozess gewonnenen Informationen stimmen hervorragend mit Vergleichsmessungen nach der herkömmlichen Standardmethode überein – ohne den gravierenden Nachteil der dauerhaften Zerstörung der untersuchten Zelle.

Die neue Methode erlaubt dadurch Probenahmen über mehrere Tage hinweg, etwa um die Entwicklung von Stammzellen zu Herzmuskelzellen oder Keimblättern engmaschig zu überwachen. Sie funktioniert auch bei Neuronen und Mischungen verschiedener Zelltypen, sodass sich die Kommunikation zwischen den Zellen analysieren lässt.

Hoffnung für bessere Behandlungsmethoden von schweren Krankheiten

Prof. Gil Westmeyer betont: „Diese Methode stellt der biomedizinischen Forschung ein mächtiges neues Instrument zur Verfügung. Wir werden tagesgenaue Einblicke in die Reifung und Funktionalität von Stammzellen erhalten. Das könnte zukünftige Zelltherapien zielgenauer und effektiver machen.“

Erstautor Niklas Armbrust und Co-Corresponding-Autor Dr. Jeffery Truong ergänzen: „Unsere neue Methode ermöglicht es auch, Zellen genetisch auf die Implantation in Gewebe vorzubereiten. Zudem lässt sich NTVE potenziell für die Langzeitanalyse von Organoiden sowie für die weitere Erforschung von Tumoren und ihrer Kommunikation nutzen.“

Publikationen

Niklas Armbrust, Martin Grosshauser et al: Non-destructive transcriptomics via vesicular export, erschienen in: Nature Communications 17, 3812 (2026), https://doi.org/10.1038/s41467-026-72072-w

Weitere Informationen und Links

• An der Forschungsarbeit waren disziplinenübergreifend Forschende folgender Einrichtungen beteiligt: Technische Universität München (TUM), Helmholtz Munich, TUM School of Natural Sciences, TUM School of Medicine and Health, TUM School of Computation, Information and Technology.
• Prof. Gil Westmeyer ist auch Principal Investigator am Munich Institute of Biomedical Engineering (MIBE). Das MIBE ist ein Integrative Research Institute der Technischen Universität München (TUM), das interdisziplinäre Zusammenarbeit und Synergien zwischen Forschenden aus dem weiten Feld des Biomedical Engineering fördert. Am MIBE entwickeln und verbessern Forschende aus der Medizin, den Naturwissenschaften und Ingenieurwissenschaften gemeinsam Verfahren zur Prävention, Diagnose und Behandlung von Krankheiten. Die Aktivitäten reichen dabei von der Untersuchung grundlegender wissenschaftlicher Prinzipien bis zu deren Anwendung in medizinischen Geräten, Medikamenten oder Computerprogrammen.
• Für die Forschung zu dieser Studie wurden neben menschlichen Zellen auch Mäuse-Neuronen genutzt. 

Technische Universität München
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Ulrich Meyer
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Kontakte zum Artikel

Prof. Dr. Gil Westmeyer
Technische Universität München (TUM)
Professur für Neurobiological Engineering
TUM School of Natural Sciences
TUM School of Medicine and Health
Direktor des Instituts für Synthetische Biomedizin bei Helmholtz Munich
gil.westmeyer@tum.de

Dr. rer. nat. Dong-Jiunn Jeffery Truong
Group Leader Molecular Tools Development
Institute for Synthetic Biomedicine
jeff@westmeyerlab.org

Originalartikel: https://www.tum.de/aktuelles/alle-meldungen/pressemitteilungen/details/genetische-vorgaenge-zerstoerungsfrei-aus-zellen-ablesen