KI-designte Proteine ermöglichen neue RNA-Transporter
Forschende des Helmholtz-Zentrums München und der Technischen Universität München haben einen neuartigen, KI-entworfenen Proteinträger zur effizienten RNA-Verabreichung in Zellen entwickelt. Die Ergebnisse wurden im Jahr 2026 in der Fachzeitschrift Nature veröffentlicht. Das interdisziplinäre Team um Dr. Christoph Gruber, Dr. Maren Kirstin Schuhmacher, Dr. Florian Giesert und Prof. Wolfgang Wurst kombinierte funktionelle Proteinbausteine mit einem generativ KI-designeden Strukturprotein. Dieses bildet ein stabiles Gerüst und nutzt künstliche, nicht in der Natur vorkommende Geometrien, um RNA gezielt in das Zellinnere zu transportieren. Der Ansatz umgeht die bekannten Limitierungen herkömmlicher Methoden wie lipidbasierter Nanopartikel oder viraler Vektoren. Bei der Erprobung von über hundert Varianten erwies sich das Konstrukt STV-C8 als überlegen. In Zellkulturen erzielte der Träger deutlich höhere Transfektionsraten als die Vergleichssysteme und benötigte dazu signifikant weniger RNA. Dank seiner modularen Bauweise ist er flexibel mit verschiedenen RNA-Ladungen befüllbar und potenziell auf spezifische Zielzellen ausrichtbar. Erste In-vivo-Tests an Mäusen zeigten nach intravenöser Gabe eine vorwiegend pulmonale Expression der RNA, ohne dass toxische oder immunologische Nebenwirkungen auftraten. In einem weiteren Experiment wurde STV-C8 mit CRISPR-Cas9-Komponenten beladen und in Schweinemuskeln injiziert. Dort gelang die präzise Aussparung eines krankheitsrelevanten Abschnitts des Dystrophin-Gens, was therapeutische Perspektiven für die Behandlung der Duchenne-Muskeldystrophie eröffnet. Trotz der vielversprechenden präklinischen Daten bleibt das System im experimentellen Stadium. Vor einem medizinischen Einsatz sind weitere Studien zur gezielten Ansteuerung spezifischer Zelltypen sowie zur detaillierten Biodistribution im Organismus erforderlich. Die Forschenden planen, die Technologie in ein Spin-off-Unternehmen zu überführen und die Plattform kontinuierlich für diverse therapeutische Indikationen weiterzuentwickeln. Die Studie demonstriert, wie generative Künstliche Intelligenz den designbaren Raum für biomedizinische Wirkstofftransportsysteme nachhaltig erweitern und neue Standards in der Gentherapie etablieren kann.
