Erfassung und Manipulation von Einzelzellen


Eine der größten Herausforderungen in der Biologie besteht darin, biologische Prozesse auf zellulärer Ebene besser zu verstehen. Dafür sind neue Instrumente notwendig, um die Interaktionen in lebenden Zellen und Zellverbünden besser beobachten und gegebenenfalls beeinflussen zu können.

Ziel eines neuen Forschungsprojekts unter Beteiligung des Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) ist es, ein für Biologen und Mediziner einfach zu bedienendes Mikroskopsystem zu realisieren, womit sowohl die Erfassung als auch die Manipulation zellulärer und subzellulärer Strukturen ermöglicht wird.

Der Ansatz für das neue Gerät setzt den so genannten Ultrakurzpulslaser ein, der äußerst schädigungsarm und räumlich begrenzt das Schneiden innerhalb einzelner Zellen ermöglicht. Die ultrakurzen Laserpulse werden durch Objektive mit hoher numerischer Apertur geleitet, die einen sehr kleinen Fokus mit hoher Intensität ermöglichen. Das bestrahlte Gewebe wird teilweise ionisiert, das entstehende Mikroplasma expandiert und verursacht eine lokal eng begrenze Gewebetrennung (Photodisruption) mit sub-Mikrometer Genauigkeit. Das besondere an dem neuen Systems wird sein, dass die nah-infrarote Laserwellenlänge gleichzeitig auch eine nicht-invasive Bildgebung von ganzen Zellverbünden und Gewebeproben mit ebenfalls Nanometer-Genauigkeit ermöglicht.

Als Pilotanwendungen für das System sind zunächst vier Anwendungsfelder vorgesehen. Zum einen werden Studien zum Knorpelwachstum bzw. Knorpeltransplantation im Gelenkbereich und neue Methoden der Wundbehandlung durchgeführt. Zum anderen sollen neue Erkenntnisse über Genfunktionen, und eine verbesserte Frühdiagnose und hochspezifischen Therapie der Alzheimer Erkrankung ermöglicht werden.

COMPAMED.de; Quelle: Laser Zentrum Hannover