Protein-Corona mit heilender Wirkung

12.04.2022

Die Paracelsus Medizinische Privatuniversität ist sowohl in der Vesikelforschung als auch in der darauf basierenden Herstellung von Medizinprodukten bereits sehr erfolgreich. Vesikel sind winzige Zellpartikel, die von Zelle zu Zelle weitergegeben werden und aktive Stoffe wie Proteine oder Lipide, aber auch genetische Informationen enthalten. Diese „extrazellulären Vesikel“ (EVs) haben u.a. antientzündliche Eigenschaften und können Organe auch zu gewebeeigener Reparatur stimulieren. Im Rahmen eines EU-Forschungsprojekts hat ein Forschungsteam am PMU-Institut für Experimentelle und Klinische Zelltherapie – gemeinsam mit der Berliner Charité und begleitend zu einer Phase III Klinischen Studie - mögliche Wirkmechnismen einer neuartigen Zelltherapie untersucht. Getestet wurde dabei der Einfluss von plazentalen Stromazellen (PLX-Zellen) auf die Gefäßneubildung in Patienten mit chronischen Durchblutungsstörungen in den Beinen.

Die Untersuchungen ergaben, dass die für die Gefäßneubildung wichtigen Wachstumsfaktoren nicht in diesen Vesikeln verpackt, sondern in einer Corona-ähnlichen Struktur um die Vesikel lokalisiert sind. Auf dem Gebiet der Nanotechnologie ist bereits länger bekannt, dass Nanopartikel bei Kontakt mit biologischen Flüssigkeiten wie Blutplasma eine Proteincorona aufbauen, die ihre Eigenschaften stark beeinflusst – im Feld der Vesikelforschung war dies allerdings bisher wenig beachtet. Das Forschungsteam konnte nachweisen, dass die Proteincorona der PLX- EVs nicht nur essentiell für deren gefäßbildende Wirkung ist, sondern auch durch die Aufreinigungsmethode (= Reinigung und Anreicherung) der Vesikel stark beeinflusst wird und bei manchen Methoden, wie z.B. der Ultrazentrifugation, sogar vollständig verloren geht.

Nach eingehender Analyse der Bestandteile der natürlichen Proteincorona von PLX EVs gelang es dem Team, mit dem Aufbau einer künstlichen Corona auch die gefäßbildende Wirkung dieser Vesikel wiederherzustellen. Auch konnte die Proteincorona um Extrazelluläre Vesikel mittels Elektronenmikroskopie und hochauflösender Super Resolution Mikroskopie bildlich dargestellt werden. Die Forschungsergebnisse wurden im renommierten „Journal Of Extrazellular Vesicles“ publiziert – sie liefern nicht nur einen entscheidenden Beitrag zu den Wirkmechanismen extrazellulärer Vesikel, sondern auch die Grundlage für ein künftiges zielgerichtetes Design von Vesikel-Therapeutika bei spezifischen Anwendungen.

Zum Artikel: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/jev2.12207

Im Bild: Univ.-Prof. Dr. Dirk Strunk, Vorstand Institut für Experimentelle und Klinische Zelltherapie