Dieses Paket bitte rausschicken an die Leber, zu Händen von Zelle x. Absender: Zelle y eines Darmkrebses. „Unser Körper hat eine Art Postsystem“, erklärt Prof. Basant Kumar Thakur. „Zellen schicken sich gezielt so etwas wie Pakete zu, um Informationen auszutauschen und so Prozesse im Körper zu steuern.“ Der Professor mit dem Fachgebiet Lebererkrankungen hat sich in seiner Forschung auf diese Zell-Pakete, die extrazellulären Vesikel oder kurz EV, spezialisiert.

Jede Zelle im Körper versendet jeden Tag mehrere hundert solcher EV – auch Tumorzellen. Für Letztere interessieren sich Thakur und sein Team besonders. Denn könnte man die Tumorzellen-Pakete in der Masse an EV finden und genauer analysieren, würde das die Krebsdiagnostik entscheidend verbessern.

Extrazelluläre Vesikel als ideale Biomarker

„EV tragen krankheitsspezifische Informationen ihrer Absenderzelle in sich. Tumorzellen enthalten dementsprechend molekulare Hinweise auf ihren Krebs“, erläutert Thakur. Das mache sie zu idealen Biomarkern. Und diese Informationen können Forschende nicht invasiv über eine sogenannte Liquid Biopsy gewinnen. Dafür brauchen sie lediglich ein wenig Blut oder eine andere Körperflüssigkeit. Doch bislang gab es ein großes Problem: EV sind sehr klein.

Gerade einmal 40 Nanometer messen die kleinsten. Im Vergleich zu einem Ein-Meter-Objekt wirken sie wie ein Fahrradreifen neben der Erde. Die Auflösung herkömmlicher Mikroskope reichte nicht aus, um EV nachzuweisen. Bis die Arbeitsgruppe von Thakur zusammen mit Dr. Xiaomin Liu vom Max-Planck-Institut für Polymerforschung in Mainz ein besonderes hochaufgelöstes Mikroskopieverfahren entwickelte: die Single Molecule Localization Microscopy, kurz SMLM. Zusätzlich holte sich das Team ein neues Hightechgerät, um die EV nicht nur sichtbar machen, sondern auch sortieren zu können.

Scharfer Blick trifft sicheren Griff

Das Team kombiniert also in seinem Labor inzwischen den scharfen Blick der neuen SMLM mit dem sicheren Griff des CytoFlex Nano. SMLM macht einzelne Moleküle sichtbar. Der CytoFlex Nano – ein grauer, unscheinbarer Kasten, der einem Kopierer aus den 80ern ähnelt – arbeitet wie ein Sortier-Scanner mit Molekülen. Jedes EV trägt an seiner Hülle spezifische Oberflächenmoleküle. Der CytoFlex Nano nutzt Antikörper, die nur an die Oberflächenmoleküle der gesuchten Tumorzellen-EV andocken.

Aber woher wissen die Forschenden, wonach sie überhaupt suchen? „Inzwischen sind zahlreiche Tumoren und deren EV klassifiziert – und es werden immer mehr“, so Thakur. Diese Klassifizierungen sammeln sich in großen Datenbanken und stehen so auch der klinischen Nutzung offen. Künftig könnten sie zum Beispiel bei onkologischen Behandlungen am WTZ Essen zum Einsatz kommen. Bisher wurde erst in wenigen Studien erprobt, EV für die Krebsdiagnostik zu nutzen. In den kommenden Jahren, da ist sich Thakur sicher, wird sich das aber noch ändern.