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Revolutionäres Mikroskop liefert echte 3D-Bilder von Krebszellen

Jedes organische Leben kann sich nur realistisch entwickeln, wenn es genug Raum hat, um seiner natürlichen Entwicklung zu folgen. Krebszellen sind keine Ausnahme. Um die Zellen natürlicher dokumentieren zu können, haben Forscher eine neue Methode angewandt, bei der sich die Zellen in echtem 3D-Raum entwickeln können statt auf einer Glasplatte.

Bild: Welf and Driscoll et al./Developmental Cell

Bild: Welf and Driscoll et al./Developmental Cell

Zellen können mikroskopisch in einer 3D-Umgebung beobachtet werden

Bisher gelang die Darstellung von Zellstrukturen in echtem 3D nur in recht geringer Auflösung. Die Studie, die in der Zeitschrift Developmental Cell veröffentlicht wurde, zeigt nun erstmals, dass dies auch in hoher Auflösung möglich ist. Das neue Mikroskop macht sich dabei einen kraftvollen Lichtstrahl zunutze, der die Zelle beleuchtet. Diese Beleuchtung stellt eine kleine Revolution dar, da Strukturen in der Zelle unter ihr mehrere Photonen freigeben statt wie bisher nur eines. Kombiniert mit der Präzision des Lichtstrahls können so zelluläre Details gezeigt werden, die 300 Mal schmaler als ein menschliches Haar sind.

Außerdem betrachtet das neue Mikroskop die Zellen in einem 3D-Block aus Kollagen statt wie bisher auf einer Glasplatte. So können die Zellen sich in dem Block in Echtzeit entwickeln und dabei beobachtet werden.

Technik soll neue Erkenntnisse bringen

Um das neue Gerät zu testen, haben die Forscher die Entwicklung von Gewebeproben von Lungen- und Hautkrebszellen unter dem Mikroskop beobachtet. Es waren sofort wesentliche Unterschiede zur Entwicklung auf traditionellen Glasplättchen zu sehen. Die Zellen entwickelten sich deutlich runder und es waren deutlich mehr sogenannte “blebs” zu sehen, kleine Vorsprünge, die aus den Zellen ragen und die wahrscheinlich dazu dienen, bedrohliche Zellteile aus der Zelle zu entfernen. Die Forschung nimmt an, dass die Entwicklung dieser “blebs” wesentlich zum Überleben der Zellen beiträgt. Dank der neuen Bildgebungstechnik kann diese Vermutung nun näher untersucht werden.

Es ist auch möglich, mehrere Zellen in dem Kollagenblock unterzubringen und ihre mikroskopischen Interaktionen zu untersuchen. “There is clear evidence that the environment strongly affects cellular behavior. The value of cell culture experiments on glass must at least be questioned”, so Reto Fiolka, der Erstautor der Studie in einem Statement.

Ob die neue Technik traditionelle Mikroskope ablösen oder nur ergänzen wird, wird sich mit der Zeit herausstellen.

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