Forschende der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) und des Uniklinikums Erlangen (UKER) haben beeindruckende Fortschritte in der Zellforschung erzielt, insbesondere in Bezug auf die Organbildung bei Zebrafischen. Diese Erkenntnisse wurden in einer aktuellen Veröffentlichung im Journal „Cell Communication and Signaling“ vorgestellt. Der Fokus lag dabei auf den extrazellulären Vesikeln (EVs), die für die embryonale Entwicklung in den initialen 72 Stunden von entscheidender Bedeutung sind, wie FAU berichtet.
Über einen Zeitraum von vier Tagen wurde die Dynamik der EVs analysiert. Diese Nanopartikel sind von Zellmembranen umschlossen und dienen als Transportmittel für verschiedene Botenstoffe wie Proteine und messenger-RNA. Die Studienteilnehmer konzentrierten sich dabei auf zwei Arten von EVs: smallEVs und largeEVs, die sich in Größe, Entstehung und Funktionalität unterscheiden.
Kritische Analyse der EV-Dynamik
Zur Untersuchung wurden Zebrafischlarven in vier zeitlichen Abständen – 24, 48, 72 und 96 Stunden nach Befruchtung – auf das Vorhandensein von EVs untersucht. Mehrere Methoden wie Durchflusszytometrie, Transmissionselektronenmikroskopie, Nanopartikel-Tracking-Analyse und Western Blot kamen dabei zum Einsatz. Die Ergebnisse zeigten eindrucksvoll, dass die Gesamtzahl der EVs in den ersten 72 Stunden signifikant anstieg, während das Längenwachstum der Larven nicht im gleichen Maße zunahm.
Besonders bemerkenswert ist der Anstieg der durchschnittlichen Größe der smallEVs, was auf eine erhöhte Transportkapazität dieser Vesikel hindeutet. Die Studienautoren betonen, dass diese EVs eine Schlüsselrolle während der Organogenese des Zebrafisches spielen. Damit eröffnet diese Forschung neue Perspektiven für ein tiefergehendes Verständnis der spezifischen Funktionen der EVs im embryonalen Entwicklungsprozess.
Die „EV – Erlangen Vesicles“ Initiative
Zusätzlich zu den Forschungsergebnissen wurde im Jahr 2023 die Initiative „EV – Erlangen Vesicles“ ins Leben gerufen. Diese soll lokale Expertise bündeln und gemeinsame Forschungskonzepte entwickeln, um die Rolle der EVs weiter zu untersuchen.
Extrazelluläre Vesikel lassen sich in drei Kategorien unterteilen: Exosomen, Mikrovesikeln und apoptotischen Körperchen. Exosomen haben einen Durchmesser von etwa 0,1 µm und entstehen durch die Einstülpung von Endosomen, während Mikrovesikel bis zu 1 µm groß sind und durch die Ausstülpung der Zellmembran entstehen. Diese verschiedenen Vesikelformen transportieren entscheidende molekulare Informationen, insbesondere messenger-RNA (mRNA) und mikro-RNA (miRNA), wie auch Trillium erklärt.
Die Forschung zu extrazellulären Vesikeln hat sich seit ihrer ersten Beschreibung 1956 maßgeblich weiterentwickelt. Hürden bestehen jedoch weiterhin, insbesondere bei der Nachweisempfindlichkeit und Vermeidung von Verunreinigungen. Dennoch zeigt die neue Studie, dass die Untersuchung von EVs nicht nur das Verständnis der embryonalen Entwicklung vertieft, sondern auch weitreichende Implikationen für die biomedizinische Forschung hat.
