Krebsforschung in 3D – CleanTechnica

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In der Krebsforschung heißt Sehen Glauben. Bevor sie Krebs diagnostizieren oder behandeln können, müssen Forscher und Ärzte ein klares Verständnis davon haben, was auf mikroskopischer Ebene geschieht. Während die vorhandene Technologie es uns ermöglicht, Dinge zu sehen, die das bloße Auge nicht sehen kann, arbeitet ein Forscherteam am Oak Ridge National Laboratory (ORNL) des Energieministeriums daran, einen Prozess zur Färbung zu standardisieren und Krebs aus einer völlig neuen Perspektive zu sehen – in 3D (drei Dimensionen).

Ein Krebssphäroid, wie in diesem schönen Bild gezeigt, ist ein dicht gepackter Klumpen von Tumorzellen. Normalerweise würde eine mikroskopische Betrachtung dieses Klumpens nur ein zweidimensionales Bild ergeben. Stattdessen entwickelt Debjani Pal, Forschungs- und Entwicklungsmitarbeiterin am ORNL, eine Möglichkeit, den Klumpen in seiner Gesamtheit zu betrachten. Zunächst konstruierte sie Brustkrebszellgewebe in einer speziellen Mikroplatte. Mit dieser Mikroplatte konnte sie es in 3D betrachten. Anschließend behandelte sie die Probe mit einer Kombination aus Chemikalien und Farbstoffen, die mit den Zellen reagierten und die brillanten Farben erzeugten, die auf dem Foto zu sehen sind. Pal nutzte dann ein konfokales Mikroskop, um Z-Stapelbilder aufzunehmen. Diese Art der Fotografie kombiniert mehrere Bilder, die Schicht für Schicht über einen festgelegten räumlichen Zeitraum aufgenommen wurden. Schließlich fügte sie diese Bilder zu einem einzigen 3D-Bild zusammen, das einen Einblick in das Innenleben dieses Krebssphäroids gewährt.

Dieses 3D-Bild von Brustkrebsgewebe zeigt einen Nanokörper, einen spezifischen Teil eines Antikörpers. Es ist bekannt, dass dieser Nanokörper einen Brustkrebs erzeugenden Rezeptor namens HER2 identifiziert. Wissenschaftler interessieren sich für diesen Rezeptor, da er bei bestimmten Brustkrebsarten überexprimiert ist. Daher ist Pal davon überzeugt, dass damit Therapeutika direkt an Krebszellen abgegeben werden können. Da Strahlung gesunde Zellen schädigen kann, ist die Wirksamkeit der Strahlentherapie derzeit begrenzt. Doch Krebszellen verfügen oft über spezifische Oberflächenrezeptoren. Daher besteht bei einigen Krebsbehandlungen das Potenzial, präziser zu sein.

Seit seinem Beitritt zu ORNL, Pal’s Forschung widmet sich der Definition des molekularen Mechanismus des Fortschreitens von Krebs und der Entwicklung radioaktiv markierter nanotechnologiebasierter Instrumente zur Krebsbekämpfung. Ihr besonderes Interesse gilt einem besseren Verständnis des Zusammenhangs zwischen biologischen Arzneimitteln wie Impfstoffen und monoklonalen Antikörpern und deren Wirkung auf das Wachstum einer Krebszelle.

Das Office of Science ist der größte Einzelförderer der Grundlagenforschung in den Naturwissenschaften in den Vereinigten Staaten und arbeitet an der Bewältigung einiger der dringendsten Herausforderungen unserer Zeit. Weitere Informationen finden Sie unter Website des Office of Science.

Ashleigh Papp ([email protected]) ist Wissenschaftsautor und Multimediaproduzent im Office of Science.

Mit freundlicher Genehmigung von US DOE.