Zellen kommunizieren unentwegt und auf die verschiedensten Arten miteinander und sehr viele biologische Prozesse kann man nur verstehen, wenn man begreift, wie eine Zelle einer anderen etwas mitteilt. Das Problem ist, daß die Erkenntnisse aus der Zellkulturschale (in vitro) nicht immer auf die echten Organismen, also auf die Situation „in vivo“ übertragbar sind.Sellmyer et al. haben jetzt aber eine tolle Methode entwickelt, mit der man Zell-Zell-Interaktion auch in lebenden Tieren beobachten und untersuchen kann. Sie benutzen dazu die sogenannte Biolumineszenz, die durch die enzymatische Oxidation (durch das Enzym Luciferase) von Luciferin entstehen kann.
Dafür verwenden sie zwei Populationen von Zellen, eine Reporter-Population, die genetisch so verändert wurden, daß sie Luciferase herstellen können und eine andere Aktivator-Population, die dazu gebracht wurden, ein Freisetzungs-Enzym und Luciferin herzustellen. Das Freisetzungsenzym ermöglicht es den Aktivator-Zellen dann, das gebildete Luciferin auszuscheiden, welches daraufhin in der Nähe befindliche Reporter-Zellen erreichen kann. Dort angekommen reagiert es mit der von den Reporter-Zellen hergestellten Luciferase und es entsteht Biolumineszenz: die Zellen leuchten sicht- und meßbar. Die Intensität des Leuchtens ist dabei abhängig von der Entfernung zwischen den beiden Zellpopulationen.
Mit dieser Methode gelang es Sellmyer und seiner Gruppe bereits, die Annäherung von Zellen in einer Kulturschale zu messen, aber auch Metastasenbildungen in einem Mausmodell für Brustkrebs zu detektieren. Diese Methode ist äußerst vielversprechend und wird sich wahrscheinlich sehr vielseitig einsetzen lassen, um z.B. Fragen der adaptiven Immunität oder der Nischenbildung bei der Stammzellentwicklung zu beantworten.
Bestimmt wird die Technik in Zukunft auch als Modeaccessoire entdeckt z.B. durch eine Kopplung des Luciferingens an den Lac-Repressor. Bestimmt ein Knaller in Technodiskotheken: wenn man ein Glas Milch trinkt, fängt man an, zu leuchten 🙂 Leuchtende Mäuse gibt es ja schon…
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Referenz:
Sellmyer MA, Bronsart L, Imoto H, Contag CH, Wandless TJ, & Prescher JA (2013). Visualizing cellular interactions with a generalized proximity reporter. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 110 (21), 8567-72 PMID: 23650381
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