Krebs: Nanopartikel zeigen Ursprung des Zellwachstums

08.11.2013
Foto: Goldpartikel mit EGF

Die Markierung mit Gold-Nanopartikeln macht die Paarbildung des Rezeptors für EGF sichtbar; © INM

Während sich gesunde Zellen durch Teilung und Absterben erneuern, verläuft die Zellteilung bei Krebszellen ungehemmt, weil ihr natürlicher Zelltod außer Kraft gesetzt ist. Dies geschieht, weil sich zu viele Rezeptoren für den Wachstumsfaktor EGF auf der Zelloberfläche zu Pärchen koppeln.

Diese Pärchen starten eine Signalkette in die Zelle hinein, an deren Ende das ungebremste Wachstum steht. Nun gelang es Wissenschaftlern am INM–Leibniz-Institut für Neue Materialien erstmals, diese Paarbildung in menschlichen Krebszellen an einzelnen Rezeptoren durch Gold-Nanopartikel sichtbar zu machen. Die Ergebnisse wurde vor Kurzem im Online-Journal Scientific Reports veröffentlicht.

„Der Mechanismus der Paarbildung konnte noch nie auf der Ebene der einzelnen Rezeptoren und in ganzen Zellen sichtbar gemacht werden“, erklärt Diana Peckys, Humanbiologin am INM. „Bisher wurden dazu biochemische Methoden verwendet, bei denen man zum Einen die Zellen im Prinzip zerstört und zum anderen immer nur berechnete Mittelwerte aus der Beobachtung vieler Rezeptoren erhält“, erklärt Peckys, „wir untersuchten nun die Anordnungen einzelner Rezeptoren in Pärchen- und in kleineren Gruppen. Dies war möglich weil es uns gelang, die einzelnen Rezeptoren auf der funktionsfähigen Zelle im Elektronenmikroskop sichtbar zu machen.“

Dazu markierten die Forscher den Wachstumsfaktor EGF mit Gold-Nanopartikeln mit einem Durchmesser von etwa zehn Nanometern. Gleichzeitig arbeiteten sie mit einer besonderen Mess- und Präparationstechnik, die es ermöglicht, ganze Zellen in ihrem natürlichen, flüssigen Zustand im Rasterelektronenmikroskop im Nanometerbereich zu untersuchen. Mit diesen kombinierten Methoden bildeten sie mit einer Auflösung von drei Nanometern erstmals eins zu eins ab, dass EGF an den Rezeptor bindet und in welchem Abstand die Rezeptoren bei der Paarbildung zueinander stehen.

Neben dem experimentellen Beweis bisheriger theoretischer Berechnungen arbeitet das Team aus dem Programmbereich Innovative Elektronenmikroskopie nun verstärkt mit deutschen Krebsforschern zusammen. „Wir wollen mit unserer neuen Messmethode zukünftig vor allem untersuchen, wie verschiedene Krebsmedikamente die Paar- und Gruppenbildung der EGFR und ähnlicher, verwandter Rezeptoren beeinflussen. Die Beobachtung solcher Prozesse auf der Einzelmolekülebene eröffnet hier neue Perspektiven für die Krebsforschung“, fasst die Forscherin zusammen.

COMPAMED.de; Quelle: INM - Leibniz-Institut für Neue Materialien