 |  | Theo Dingermann |
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03.04.2023 09:00 Uhr |
eCIS (»extrazelluläre kontraktile Injektionssysteme«) sind programmierbare Proteintransport- und -abgabesysteme. Sie können mit therapeutischen Proteinen beladen werden, die an Zellen unterschiedlicher Organismen dirigiert werden, um sie dort gezielt abzugeben. Unter dem Elektronenmikroskop sehen sie tatsächlich wie kleine Nadeln oder Nägel aus. / Foto: Broad Institute/Joseph Kreitz
Es ist vielleicht nicht überraschend, dass ausgerechnet Professor Dr. Feng Zhang, der entscheidend an der Entwicklung des CRISPR-Cas9-Systems beteiligt war, jetzt über eine neue bemerkenswerte Entwicklung in »Nature« berichtet. Ähnlich wie im Fall des universellen Genom-Editiersystems CRISPR-Cas9 wurde Zhang in der Mikrobiologie fündig, um eine besondere Eigenschaft bakterieller Proteintransporter für den therapeutischen Einsatz beim Menschen zu entdecken und anzupassen.
Sein Team am Broad Institut des Massachusetts Institute of Technology (MIT) und der Harvard University in Cambridge um Erstautor Joseph Kreitz konzentrierte sich auf die komplizierten Abgabesysteme, die endosymbiotische Bakterien entwickelt haben, um mit den Wirtsorganismen zu interagieren, wo sie sich dann vermehren können. Konkret wählten die Forschenden »extrazelluläre kontraktile Injektionssysteme« (eCIS), die wie biologische Spritzen funktionieren, um Proteine in Zellen zu injizieren.
eCIS sind makromolekulare Komplexe. Sie enthalten eine starre Röhrenstruktur in einer kontraktilen Hülle, die an einer Grundplatte verankert ist. Es wird angenommen, dass diese Komplexe in ihrem Lumen eine Nutzlast transportieren, die, nach Erkennung einer Zielzelle, durch die Hüllenkontraktion in eine Zelle injiziert wird.
Allerdings sind eCIS so groß, dass es unmöglich ist, dass die Bakterien, die sie produzieren, sie durch ihre eigene Zellwand nach außen transportieren können. Daher müssen die produzierenden Zellen lysieren (und absterben), um eCIS freizusetzen. Mit anderen Worten: Die Erzeugerzellen »opfern« sich für die Population.
