Nachweis von Tumorzellen durch Blockade der Hämsynthese

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Max-Delbrück-Centrum für molekulare Medizin

Ausgehend von diesen Ergebnissen aus Versuchen an Zelllinien wurde im nächsten Schritt versucht, diese Methodik auf ein In-vivo-Modell zu übertragen. Um die für die Blockade der Expression verwendete spezifische siRNA sicher und geschützt vor dem Abbau im Organismus zu transportieren und durch die Zellmembran ins Zellinnere zu schleusen, haben Forscher an der FU Berlin „Nanofähren“ entwickelt. An Bord dieser winzigen Trägersysteme konnte die für Fech spezifische siRNA in menschliche Tumorzellen eingebracht werden, die zuvor auf Nacktmäuse transplantiert waren. An der PTB gelang daraufhin der Nachweis des fluoreszierenden Tumorgewebes mit einer Spezialkamera. Im nächsten Projektschritt soll nun geprüft werden, ob sich die neuartige Methodik auch für den klinischen Einsatz z.B. während der endoskopischen Untersuchung von Karzinomen eignet. Durch dieses neu entwickelte Nachweisverfahren des fluoreszierenden PpIX, das auf der eingeschleusten siRNA mittels Nanofähren basiert, können Tumorzellen im Verdauungstrakt möglicherweise eindeutig und schnell sichtbar gemacht werden.

SiRNA-Transfektion in der Biotechnologie kontrollieren

Ein weiterer Anwendungsbereich der Resultate dieser Forschungsarbeiten ist die Kontrolle der erfolgreichen Transfektion einer siRNA in Zellen oder Gewebe in biotechnologischen Prozessen. Da man nicht davon ausgehen kann, dass eine siRNA immer in die Zellen eindringt und dort tatsächlich auch die gewünschte Blockadewirkung hat, muss der Erfolg der Transfektion normalerweise über verschiedene zeitaufwändige und komplizierte Analyseverfahren nachgewiesen werden. Durch den Einsatz des metabolischen Leuchtstoffs PpIX ist das nun erstmals einfach und schnell möglich, da nur dann ein Fluoreszenzsignal emittiert wird, wenn die siRNA tatsächlich zu einer Blockade des Hämstoffwechsels und damit zu einer Anreicherung von PpIX geführt hat. Der dafür notwendige Nachweis von PpIX in kultivierten Zelllinien ist mittlerweile auch mithilfe eines Durchfluss-Cytometers gelungen. Damit ist die Durchführung dieses Verfahrens zur Optimierung von Transfektionen in jedem entsprechenden Labor möglich.

Literatur:

[1] Moesta KT, Ebert B, Handke T, Nolte D, Nowak C, Haensch WE, Pandey RK, Dougherty TJ, Rinneberg H, Schlag PM. Protoporphyrin IX occurs naturally in colorectal cancers and their metastases. Cancer Res. 2001 61(3):991-9.

[2] Kemmner W, Wan K, Rüttinger S, Ebert B, Macdonald R, Klamm U, Schlag PM, Moesta KT. Silencing of human ferrochelatase causes abundant protoporphyrin-IX accumulation in colon cancer - a new tool for molecular imaging. FASEB J 2008, 22(2):500-9.

[3] Wan K, Ebert B, Voigt J, Wang Q, Dai Y, Haag R, Kemmner W. In vivo tumor imaging using a novel RNAi-based detection mechanism. Nanomedicine: Nanotechnology, Biology and Medicine 2012, 8(4):393-8

* Dr. habil. W. Kemmner: Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin (MDC), 13125 Berlin

* *Dr. habil. Bernd Ebert:Physikalisch Technische Bundesanstalt (PTB), 10587 Berlin

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