如何在细胞中安装新功能而不干扰其代谢过程?来自慕尼黑工业大学(TUM)和HelmholtzZentrumMünchen的团队改变了哺乳动物细胞，使得它们形成了可以发生隔离反应的人工隔室，允许检测组织深处的细胞以及它们的操作。有磁场。
TUM分子成像教授，HelmholtzZentrumMünchen研究团队负责人Gil Westmeyer教授及其团队通过向人体细胞中引入生成细菌蛋白的遗传信息，即所谓的包囊蛋白，实现了这一目标。进入纳米球。这种方法使研究人员能够在哺乳动物细胞内创建小的，独立的空间 - 人工细胞区室。
具有新属性的保护区域
小球体的强大之处在于它们对细胞无毒，并且可以在其内部发生酶促反应而不会干扰细胞的代谢过程。“该系统的关键优势之一是我们可以通过基因控制哪种蛋白质，例如荧光蛋白或酶，被包裹在纳米球的内部，”该研究的第一作者Felix Sigmund解释道。“因此，我们可以在空间上分离过程，为细胞提供新的特性。”
但纳米球还具有对Westmeyer团队特别重要的自然属性：它们可以吸收铁原子并以这样的方式处理它们，使得它们保留在纳米球内而不破坏细胞的过程。这种隔离的铁生物矿化使得颗粒和细胞都具有磁性。Westmeyer解释说：“通过使细胞具有磁性来使细胞可见和可控，这是我们长期研究的目标之一。含铁纳米隔室正在帮助我们向这一目标迈出一大步。”
磁性和实用
特别是，这将使用不同的成像方法更容易地观察细胞：也可以使用不损伤组织的方法在深层中观察磁性细胞，例如磁共振成像(MRI)。与马克斯普朗克生物化学研究所的Philipp Erdmann博士和JürgenPlitzko教授合作，该团队还可以证明纳米球在高分辨率低温电子显微镜中也是可见的。这一特征使它们可用作基因报告基因，可直接标记电子显微镜中的细胞特性或细胞状态，类似于光学显微镜中常用的荧光蛋白。此外，还有其他优点：磁性细胞可以借助磁场系统地引导，允许它们被分类并与其他细胞分离。
可用于细胞疗法
人工细胞区室的一种可能的未来用途是，例如，细胞免疫治疗，其中免疫细胞以这样的方式进行遗传修饰，使得它们可以选择性地破坏患者的癌细胞。通过操作细胞内的新纳米隔室，将来可能通过非侵入性成像方法更容易地定位细胞。“使用模块化配备的纳米隔室，我们也可以为转基因细胞提供新的代谢途径，使其更有效，更强大，”Westmeyer解释道。“首先，在临床前模型中必须克服许多障碍，但在哺乳动物细胞中遗传控制模块化反应血管的能力对这些方法非常有帮助。”