MIT und deutsche Forscher steuern Zellen mit Licht

Heilung mit Licht: Wie MIT und deutsche Forscher Zellen steuern – und Wunden gezielt heilen könnten

Heilung mit Licht: Forscher des MIT und deutscher Unis steuern erstmals Zellen gezielt – für Wundheilung und Medikamentenfreisetzung.

Was wäre, wenn sich Wunden wie von selbst schließen könnten – allein durch einen gezielten Lichtstrahl? Oder Medikamente nur dort im Körper freigesetzt würden, wo sie tatsächlich gebraucht werden? Genau an solchen Anwendungen arbeiten Forscher am renommierten MIT – gemeinsam mit Teams aus München und dem Saarland. Ihr Ziel: Zellen mit Licht steuern, um Heilung gezielter und schonender möglich zu machen. Das Team hat geschafft, was lange als Science-Fiction galt: Es kann die Bewegung einzelner Zellen mithilfe von Licht exakt kontrollieren. Die Studie bringt eine Zukunft näher, in der Zellen wie winzige Maschinen arbeiten – präzise, steuerbar, programmierbar. Das kann Leben retten.

Forscher steuern Bewegung in Zellen mit Licht – gezielt und punktgenau

Im Fokus der Untersuchung stehen Eizellen von Seesternen. Sie eignen sich besonders gut für die Forschung, weil sie durchsichtig sind und klar erkennbare, symmetrische Entwicklungsprozesse zeigen. Genau darin liegt der Schlüssel: Wer versteht, wie sich eine einzelne Zelle bewegt, versteht auch, wie der Körper heilt – oder wie Krankheiten entstehen.

Die Forscher injizierten ein lichtempfindliches Enzym in die Zellen. Anschließend bestrahlten sie diese mit verschiedenen Lichtmustern. Das Ergebnis: Die Zellen reagierten sofort – sie verformten sich, kontrahierten, zitterten. Und zwar genau dort, wo das Licht sie traf. Mal wurden sie eckig, mal rund, mal zogen sie sich wie bei einer echten Muskelbewegung zusammen.

Deutsche Unis entwickeln mit MIT neue Medizinwerkzeuge

Beteiligt an der Studie waren auch Teams der Ludwig-Maximilians-Universität München und der Universität des Saarlandes – zwei deutsche Spitzenstandorte der Zellforschung. Gemeinsam mit dem MIT und dem Whitehead Institute gelang es, eine Art „Schaltkreis“ in den Zellen zu nutzen, der auf Licht reagiert.

„Das Rho-GEF-System ist wie ein Schalter: Ein winziger Reiz löst eine große Reaktion aus“, erklärt Studienleiterin Nikta Fakhri vom MIT. Ein kleiner Lichtpunkt genügte, um großflächige Zellbewegungen auszulösen. Der Körper reagiert also nicht nur auf chemische Signale, sondern lässt sich offenbar auch mit Licht lenken – ganz ohne Medikamente.

Licht als Werkzeug in der Wundheilung und Medikamentengabe

Das eröffnet neue Wege in der Medizin. Synthetische Zellen könnten gezielt dort eingesetzt werden, wo sie gebraucht werden. Bei einer Verletzung könnten sie sich auf Kommando zusammenziehen und das Gewebe verschließen – wie ein biologischer Pflasterstreifen, der sich nur dann aktiviert, wenn Licht ihn dazu auffordert.

Auch für chronisch kranke Menschen könnte das ein Durchbruch sein. Medikamente ließen sich genau am Zielort freisetzen – etwa in entzündeten Gelenken oder in Tumorgewebe. Nebenwirkungen würden sich deutlich reduzieren. Die Forschung bietet eine Alternative zu chemischen Wirkstoffen – sie setzt auf Licht, um Heilung zu ermöglichen.

Forschung schafft Werkzeug für programmierbare Zellen

Das Team entwickelte auf Basis der Experimente ein theoretisches Modell. Es zeigt, wie sich eine Zelle verformen wird – abhängig davon, wann, wo und wie das Licht auf sie trifft. Das ist kein Zufallsprodukt, sondern berechenbare Biologie. Zellen lassen sich wie kleine Maschinen steuern.

„Diese Werkzeuge helfen uns, Wachstumsprozesse zu entschlüsseln – zu verstehen, wie die Natur es macht“, sagt Fakhri. Das ist nicht nur ein wissenschaftlicher Fortschritt. Es ist ein Werkzeugkasten für die Medizin der Zukunft – eine präzise Anleitung, wie sich lebende Systeme formen, bewegen und gezielt beeinflussen lassen.

Hightech-Heilung aus Licht – made in USA und Deutschland

Gerade in der regenerativen Medizin fehlen bisher Werkzeuge, die exakt und schonend zugleich arbeiten. Die Lichtmethode ist beides. Sie ist präzise, nicht-invasiv und lässt sich individuell anpassen. Und sie kommt aus einer deutsch-amerikanischen Spitzenkooperation.

Gefördert wurde das Projekt unter anderem von der Sloan Foundation und der US National Science Foundation. Doch ohne das Know-how aus München und dem Saarland wäre dieser Fortschritt nicht möglich gewesen. Die Zusammenarbeit zeigt, wie starke Partnerschaften weltweit medizinische Innovationen vorantreiben.

Für Patienten bedeutet das: Hoffnung auf sanftere, gezieltere Therapien – ohne Skalpell, ohne Chemie, aber mit hoher Wirkungskraft.

Kurz zusammengefasst:

Forscher am MIT und aus Deutschland haben eine Methode entwickelt, mit der sich einzelne Zellen mithilfe von Licht gezielt verformen und zu steuern.
Grundlage ist ein lichtempfindliches Enzym, das in der Zelle eine Bewegungskaskade auslöst – schon ein kleiner Lichtimpuls reicht für eine gezielte Reaktion.
Die Technik könnte künftig bei der Wundheilung und der punktgenauen Freisetzung von Medikamenten eingesetzt werden.