Neue Präzisionsmedizin: Nanovesikel als natürlicher Lieferservice im Körper

Große Erwartungen werden derzeit in extrazelluläre Vesikel (EV), kleine Bläschen mit Lipidhülle, gesetzt. Sie werden von Zellen in Pflanzen, Tieren und Menschen freigesetzt und sind nur wenige Nanometer groß, das entspricht Hunderttausendsteln eines Millimeters. Hatte man sie früher für Zellmüll gehalten, weiß man heute, dass sie mit anderen Zellen kommunizieren, sie werden im Blut und in allen Körperflüssigkeiten weitergegeben, sie beeinflussen auch die nichtzelluläre Umgebung. Univ.-Prof. Dr. Eva Rohde vom Universitätsinstitut für Transfusionsmedizin am Universitätsklinikum Salzburg gehört zu den führenden Forscherinnen auf diesem Gebiet: „Nanovesikel besitzen einerseits entzündungshemmende und geweberegenerierende Eigenschaften, andererseits können sie mit RNA oder anderen Molekülen beladen und gezielt im Körper transportiert werden. Sie sind nichts weniger als zentrale Kommunikations- und Transportmittel, die zukünftig auch für narbenfreie Gewebeheilung oder den zielgerichteten Medikamententransport eingesetzt werden können. Es ist noch viel Forschungsarbeit vonnöten, erste Studien im klinischen Bereich geben aber Anlass zu berechtigten Hoffnungen.“

An der PMU wird ein eigenes GMP-Labor betrieben, in dem Nanovesikel aus Stammzellen der menschlichen Nabelschnur gewonnen werden. „In unseren Versuchen konnte eine einzige Vesikelinjektion die Narbenbildung verhindern.“

Ludwig Boltzmann Institut (LBI) für Nanovesikuläre Präzisionsmedizin

Seit 2024 ist in Salzburg das Ludwig Boltzmann Institut (LBI) für Nanovesikuläre Präzisionsmedizin angesiedelt, in dem die Paris Lodron Universität (PLUS), die Paracelsus Medizinische Privatuniversität (PMU) und das Universitätsklinikum Salzburg eng zusammenarbeiten. Das LBI bildet auch ein Leuchtturmprojekt des Life Sciences Center Salzburg. Die biochemische Forschung liegt in den Händen der Institutsleiterin für chemische Biologie der PLUS, Univ.-Prof. Dr. Nicole Meisner-Kober: „Nanovesikel bilden eine Möglichkeit, therapeutische Wirkstoffe effizient zu verpacken, sie an bestimmte Orte im Körper zu schicken und sicherzustellen, dass sie dort ihre Wirkstoffe abgeben. Diese Vorgänge haben ein Riesenpotenzial für eine ganze Klasse von Wirkstoffen. Extrazelluläre Vesikel können aus verschiedenen Ausgangsstoffen gewonnen werden; derzeit produzieren wir Vesikel vor allem aus Molke, einer kostengünstigen und nachhaltigen Variante.“ An der PMU werden Nanovesikel im pharmazeutischen GMP-Labor aus menschlichen Stammzellen der Nabelschnur hergestellt.

Für die Übernahme in die klinische Praxis, soweit dies schon möglich ist, zeichnet Eva Rohde verantwortlich, die als Leiterin des Universitätsinstitutes für Transfusionsmedizin auch mit der Herstellung von Stammzelltherapeutika befasst ist und als Schnittstelle zwischen Wissenschaft und Medizin fungiert.

ISEV – weltweit größter Vesikelkongress in Wien

„Wir sind noch am Beginn. Nanovesikel sind die Shootingstars der biomedizinischen Forschung“, so Eva Rohde. Am weltweit größten Vesikelkongress der International Society for Extracellular Vesicles (ISEV) im April 2025 in Wien trafen sich 1.700 Wissenschaftler und Mediziner. Die Forschung zu extrazellulären Vesikeln läuft weltweit auf Hochtouren, und Salzburg zählt zu den international sichtbaren Forschungsstandorten auf diesem Gebiet. „Schon in den Sechzigerjahren wurde unter dem Mikroskop entdeckt, dass Blutplättchen Vesikel absondern. Sie wurden als ‚Plättchenstaub‘ bezeichnet. Wir verstehen erst nach und nach die Funktion der EV, die sowohl bei normalen physiologischen als auch krankhaften Prozessen von den Zellen abgegeben werden“, erläutert Eva Rohde.

Vor mehr als 20 Jahren begann die systematische Forschung an Exosomen, besonders kleinen Vesikeln, in der Allergologie durch Jan Lötvall von der Universität Göteborg. 2007 gelang seinem Team der Nachweis für funktionelle RNA-Übertragungen durch Exosomen von Zelle zu Zelle. Einen Nobelpreis erhielten 2013 James Rothman, Randy Schekman und Thomas Südhof für ihre grundlegenden Arbeiten zu Mechanismen des zellulären Vesikeltransports.

Universitätsklinikum und Herstellungslabor

Vor rund zwölf Jahren begann man in Salzburg die pharmazeutische GMP-Herstellungseinheit aufzubauen. Eva Rohde: „Wir haben in Salzburg besonders gute Voraussetzungen: Wir kombinieren die universitäre Forschung und den Zugang zu Patientinnen und Patienten am Universitätsklinikum mit unserem pharmazeutischen Herstellungslabor. Wir können die Forschungsprodukte als Medikamente so herstellen, dass sie am Menschen angewendet werden dürfen. Wir konzentrieren uns auf die Entwicklung und klinische Testung von EVs aus Stammzellen. Es geht darum, Heilungsverläufe in verletzten Geweben und Organen zu optimieren. Aktuell befinden wir uns in einer klinischen Sicherheitsprüfung von Innenohranwendungen bei Trägern von Cochlea-Implantaten. Die Gabe von Vesikeln ist für die Patienten sicher und könnte die Narbenbildung rund um die Elektrode verhindern. In der Folge müsste dann die statistische Wirksamkeit mit einer größeren Patientenanzahl nachgewiesen werden. Experimentelle Anwendungen bei Spina bifida-Patienten geben ebenfalls Anlass zur Hoffnung. Zudem ist eine randomisierte Doppelblindstudie bei Patienten mit schmerzhafter Achillessehnen-Reizung geplant. Gerade bei kaum heilenden Tendinopathien (Sehnenerkrankungen) geben die Nanovesikel Anlass zu Optimismus. Auch an Rennpferden wurde die geweberegenerierende und entzündungshemmende Wirkung der Vesikelchen schon erprobt. Stammzelltherapie gibt es schon lange, die Vesikel scheinen ein ähnliches regeneratives Potenzial zu vermitteln, bei verringerten Nebenwirkungen. EV müssen nicht personalisiert (auf die Person maßgeschneidert) werden, wir hoffen, dass keine Abstoßung provoziert wird und dass Vesikel besonders bei frischen Verletzungen eine immunstabilisierende Wirkung haben, die den Heilungsprozess optimiert.“

Vielversprechende Forschungsansätze

Die Anwendungsmöglichkeiten sind mannigfaltig: Man arbeitet an zielgerichteten Krebstherapeutika, die nebenwirkungsfrei genau dorthin gelangen, wo sie wirken sollen. Exosomen, ein anderer Name für Vesikel, können zusätzlich zu ihrer entzündungshemmenden Wirkung mit Peptiden, kleinen Eiweißen, beladen werden, die im Unterschied zu derzeitigen Therapien in die Zelle hineingelangen und schwere allgemeine Entzündungsprozesse stoppen können. Aber auch im neurodegenerativen Bereich, etwa zu Alzheimererkrankungen oder Alterungsprozessen, wird geforscht, da Vesikel die Blut-Hirn-Schranke überwinden können. In der Zell-Zell-Kommunikation zeigt sich, dass Exosomen für den Langzeiterhalt der Nervenzellen im Gehirn verantwortlich sind. Sie helfen, die Architektur der Nervenzellen, insbesondere ihrer Axone, der langen, dünnen Zellfortsätze, zu stabilisieren. Die Degeneration der Axone spielt bei allen degenerativen Nervenerkrankungen und beim Altern eine Rolle. Eine Mainzer Forschungsgruppe untersucht auch, inwieweit bei körperlicher Aktivität Vesikel aus Endothel- und Immunzellen freigesetzt werden und möglicherweise zur gesundheitsfördernden Wirkung von Bewegung beitragen. Studien deuten darauf hin, dass sie bereits bei moderater körperlicher Aktivität vermehrt freigesetzt werden.

Eva Rohde betont, dass noch viel Arbeit geleistet werden müsse, ehe man von der vielversprechenden Grundlagenforschung in die flächendeckende Anwendung kommen werde: „Nun muss sich erst bestätigen, dass diese Prinzipien, die in ganz vielen Prozessen im Körper eine Rolle spielen, auch therapeutisch genutzt werden können. Wir wissen aus vielen Daten, dass extrazelluläre Vesikel gut verträglich sind.“ Derzeit existieren erst wenige zugelassene medizinische Anwendungen auf Basis vesikulärer Technologien; dazu zählen unter anderem bestimmte Meningokokken-Impfstoffe. Aber die Ansätze geben Anlass zu großem Optimismus. Bei einer Informationsveranstaltung der Reihe „Panorama-Universität“ in der Panoramabar Salzburg zeigte sich Eva Rohde überzeugt, dass Patientinnen und Patienten innerhalb der kommenden zehn Jahre zunehmend von den Fortschritten der Nanovesikel-Forschung profitieren könnten.