Erfolgreiche Organellen-Transplantation

Ähnlich einer Organtransplantation könnten in Zukunft Zellen durch die Transplantation von Zellbestandteilen ergänzt oder verjüngt werden. Das zeigen die Ergebnisse der Arbeitsgruppe um Julia Vorholt vom Institut für Mikrobiologie an der ETH Zürich: Mit Hilfe einer eigens dafür entwickelten Nanopipette konnten die Wissenschaftler Mitochondrien von einer lebenden Zelle in eine andere verpflanzen. Dafür stachen sie mit einer schräg endenden, zylinderförmigen Nanopipette durch die Zellmembran und nahmen die kugelförmigen Mitochondrien auf. Dann übertrugen sie diese Mitochondrien in die Empfängerzelle, indem sie auch deren Zellmembran durchstachen.

Die Position der Nanopipette wird vom Laserlicht eines umfunktionierten Rasterkraftmikroskops kontrolliert. Ein Druckregler passt den Flüssigkeitsstrom an. Dadurch lassen sich während einer Organellentransplantation Volumen im Femtoliterbereich bewegen.

Mehr als 80 % der transplantierten Mitochondrien überstehen die Operation, und sie beginnen in den meisten Zellen nach zwanzig Minuten mit dem fadenartigen Netzwerk der neuen Zelle zu fusionieren. „Sie werden von der Wirtszelle akzeptiert“, sagt Julia Vorholt. Nur in wenigen Zellen werden sie von der Qualitätskontrolle der neuen Wirtszellen als Eindringlinge abgebaut.

Doch Anwendungen wie die Verjüngung von Stammzellen stehen nicht auf dem Forschungsprogramm von Vorholts Team. Die Wissenschaftler nehmen die Prozesse in den Blick, die die Zusammenarbeit der verschiedenen Zellkompartimente steuern, und wollen nachvollziehen, wie sich Endosymbiosen im Laufe der Zeit weiterentwickeln.