Schneidendes Lasermikroskop ermöglicht Nanochirurgie

Um die Fülle an Information innerhalb einer Zelle zu entschlüsseln und somit nutzbar machen zu können, müssen die komplexen Zusammenhänge und Abläufe von Zellfunktionen verstanden werden. Dazu bedarf es neuartiger Werkzeuge, mit deren Hilfe diese Vorgänge nicht nur innerhalb lebender Zellen studiert sondern zugleich beeinflusst werden können. Mit einem am LZH entwickelten lasergestützten Mikroskopaufbau kann jetzt neben der dreidimensionalen Beobachtung zellulärer Vorgänge auch ein direktes Eingreifen im Innern einer lebenden Zelle realisiert werden.

Zum Einsatz kommt ein Femtosekundenlaser, dessen infrarote Laserpulse lediglich 100 fs (10-15s) lang sind. Die sehr hohen Intensitäten am Ort des Fokus eines Mikroskopobjektivs induzieren ein Mikroplasma, das einen Schneid- oder Abtragseffekt bewirkt. Die direkte Umgebung bleibt dabei nahezu unberührt und der Eingriff ist äußerst schädigungsarm. Selbst ein Arbeiten tief im lebenden Gewebe wird so möglich.

Eine erste Anwendung ergab sich in der Biomechanik: Zellen besitzen ein inneres filamentartiges Netzwerk, das Zytoskelett, das für die Gewebeentwicklung und Wundheilung eines Organismus besonders wichtig ist. Einzelne Stränge des Zytoskeletts konnten mit dem Laser durchtrennt und die Auswirkungen auf die Zelle studiert werden. Die so genannte Nanochirurgie erlaubt es auch, Strukturen innerhalb einer lebenden Zelle gezielt zu manipulieren, um ein besseres Verständnis der Abläufe in Zellen zu erlangen. So können beispielsweise Mitochondrien selektiv zerstört werden, was wichtige Erkenntnisse für eine verbesserte Krebstherapie ermöglicht.

COMPAMED.de; Quelle: Laser Zentrum Hannover e.V.