Zellalterung sichtbar machen

Das menschliche Altern ist von vielen Faktoren abhängig und betrifft Organe, Zellen und kleinste biochemische Moleküle. Am deutlichsten spiegelt sich das Altern in der Haut wider, z. B. durch Faltenbildung oder Pigmentierung. Zellbasierte Alterungsprozesse wollen Wissenschaftler nun in einem neuen Forschungsverbund sichtbar machen. „AgeScreen“ ist das erste Projekt der vierten Förderphase des vom BMBF (Bundesministerium für Bildung und Forschung) geförderten Forschungsschwerpunktes Biophotonik.

„Um altersbedingte Hautveränderungen künftig besser behandeln oder gar vermeiden zu können, brauchen wir genauere Kenntnisse über die Alterungsprozesse von Zellen. Hier wollen wir mit neuesten optischen Methoden ansetzen“, erläutert Dr. Horst Wenck von der Beiersdorf AG. Bisher muss das Altern auf zellulärer Ebene mit zeitaufwendigen und teuren Methoden untersucht werden. Im Projekt soll eine neue, innovative optische Technik entstehen, die ein schnelleres, systematisches und automatisiertes Testen lebender Zellen ermöglicht.

Ein sog. „Optischer Strecker“ prüft völlig berührungsfrei die Elastizität der Zellen. Dazu deformieren zwei gegenläufige Laserstrahlen einzelne lebende Zellen, wodurch ihre viskoelastischen Eigenschaften mit hoher Präzision bestimmt werden können. Gleichzeitig soll eine digitalholografische Mikroskopie die Form und Gestalt der Zellen charakterisieren. Die einzelnen Phasenbilder der Zellen werden hierbei durch einen Computer in ein 3-D-Bild zusammengesetzt. Mikrofluidische Elemente bieten die Möglichkeit, kleinste Mengen von Flüssigkeiten zu bewegen. Die Zellen können in einer natürlichen Umgebung transportiert und z. B. auch sortiert werden. Auffällige veränderte Zellen können so einer genetischen Einzelzellanalyse mittels Polymerase-Kettenreaktion zugeführt werden. Die mechanische und molekularbiologische Charakterisierung von lebenden Zellen könnte so im Hochdurchsatzverfahren erfolgen.

Neue Möglichkeiten bietet das Verfahren auch in der pharmazeutischen Wirkstoffsuche, da der Einfluss eines Wirkstoffs direkt an der lebenden Zelle untersucht werden kann. Professor Josef Käs von der Universität Leipzig sieht enormes Potenzial der Methode in der Krebsdiagnostik und -therapie: „Wenn es uns gelingt die Prozesse aufzuklären, die das Skelett im Zellinneren während des Alterns verändern, können diese Erkenntnisse zum Beispiel auf Krebszellen übertragen werden.“ So weiß man heute, dass Krebszellen weicher sind, als gesunde und sich dadurch schneller vermehren. Gelänge es kranke Zellen biochemisch zu „verhärten“, könnte das Fortschreiten des Krebses auf dieser Ebene aufgehalten werden.

COMPAMED.de; Quelle: Biophotonik - Licht für die Gesundheit