Zellfunktionen können durch Lichtimpulse gesteuert werden

Forschenden des Paul Scherrer Instituts (PSI) ist es gelungen, die Struktur bestimmter Fotorezeptoren aufzuklären. Mithilfe von Lichtimpulsen können Zellfunktionen an- und ausgeschaltet werden.

Dies mache die Fotorezeptoren zu einem wichtigen Instrument in der biologischen Forschung und medizinischen Anwendungen, teilte das PSI mit Sitz im aargauischen Villingen am Donnerstag mit. So können Aktivitäten von Zellen gesteuert werden, ohne dass es den Einsatz von Chemikalien brauche, bei denen es häufig zu unerwünschten Nebenwirkungen komme. Eine Fernsteuerung per Licht wäre sehr spezifisch und nicht invasiv. Damit könnten auch tief liegende Organe und Gewebe beeinflusst werden.

Dafür eignen sich Lichtrezeptoren wie Rhodopsine. Diese kommen beim Menschen in der Netzhaut der Augen vor und nehmen Lichtimpulse auf. Die Lichtsteuerung würde schneller und gezielter wirken als Medikamente, die ihren Effekt verzögert entfalten und ungewollte Nebeneffekte zeigen, hiess es weiter.

In den Neurowissenschaften funktioniere etwas Ähnliches bereits und wird zur Erforschung von Erkrankungen des Gehirns wie Parkinson und Epilepsie erprobt. In die Neuronen werden per Gentechnik lichtgesteuerte Ionenkanäle von Einzellern eingebaut. Diese lassen sich beispielsweise durch blauen Lichteinfall öffnen, schrieb das PSI.

Solche lichtgesteuerten Ionenkanäle würden allerdings nur bei Nervenzellen funktionieren. Ziel der Forschung des PSI ist es, weitere Zellen und Organe im Organismus zu stimulieren, um vielerlei Körperfunktionen zu steuern. So könne der natürliche Schrittmacher des Herzens oder die Mechanismen von chronischen Schmerzen, Angstzuständen, Depressionen und anderen psychischen Leiden erforscht werden. Womöglich könnten effektive Zelltherapien für hormonelle Fehlfunktionen, Immun-, Herz- und andere Erkrankungen bis hin zu Krebs entwickelt werden.