Ultrahochauflösend gegen Krebs

Ein neues Supermikroskop an der Medizinischen Universität Graz erlaubt den Blick in unser Innerstes, in die einzelnen Bestandteile der Zellen. Damit sollen jetzt neue Methoden im Kampf gegen Krebs entwickelt werden.

Stellen Sie sich den Kopf einer Stecknadel vor. Und jetzt vergrößern Sie diesen Stecknadelkopf geistig um das 10.000-fache. Können Sie es sich vorstellen? Wenn ja erkennen Sie nun Strukturen, die kleiner als 100 Nanometer sind. Genau das schafft das neue Mikroskop der Medizin-Uni Graz.

Das Innere der Mitochondrien
Wolfgang Graier, MedUni Graz
Das Innere der Mitochondrien

Lange war man davon ausgegangen, dass eine Auflösung von unter 200 Nanometern für Lichtmikroskope ein Ding der Unmöglichkeit sei. Vor wenigen Jahren kam dann der Durchbruch. Mithilfe modernster Technologie gelang es ins Innere lebender Zellen zu blicken. Das neue weltweit einzigartige Supermikroskop kann jetzt noch mehr: Forschende können damit bis ins Innere einzelner Bestandteile von Zellen schauen und das mit einer unübertroffenen Auflösung.

Ö1 Sendungshinweise

Dem Thema widmen sich auch Beiträge am 17.2.: in Wissen aktuell um 13:55 und in den Dimensionen.

Den Unterschied zu früheren Mikroskopie-Techniken zeigt Wolfgang Graier, Vorstand des Instituts für Molekularbiologie und Biochemie auf seinem Bildschirm. Wie verschwommene Würmchen tummeln sich dort Mitochondrien. Sie werden auch die Kraftwerke der Zelle genannt und liefern die Stoffwechselenergie für fast alle Prozesse in unserem Körper. Graier klickt sich zu einer neueren Aufnahme durch. Nun sind die feinen Membranen im Innern der würmchenförmigen Zellorganellen deutlich zu erkennen, sie leuchten in Hellgrün (siehe Bild oben).

Wachstum von Krebszellen stören

Dieser Blick ins Innere der Mitochondrien sei besonders für die Krebsforschung interessant, erklärt der Molekularbiologe. „In einer unserer letzten Arbeiten konnten wir zeigen, dass die Mitochondrien in Krebszellen eine ganz bestimmte Ausrichtung einnehmen, um so effizient wachsen zu können“, sagt Graier. „Jetzt liegt’s eigentlich nur mehr daran zu lernen, wie wir diesen Krebs beim Menschen gezielt verändern können.“

Die äußere Membran von Mitochondrien (grün) und das mitochondriale Netzwerk (lila).
MedUni Graz
Die äußere Membran von Mitochondrien (grün) und das mitochondriale Netzwerk (lila).

Das sei manchmal gar nicht so schwer, schildert Graier. Bei einer Verbindung aus dem Rotwein, genannt Resveratrol, sei beispielsweise lange bekannt gewesen, dass sie Anti-Krebs Eigenschaften besitze. Mit dem neuen Mikroskop habe man jetzt herausgefunden, bei welchem Krebs das Resveratrol tatsächlich wirke. Das seien zwar lediglich fünf Prozent aller Krebsarten. Hätte man aber ein großes Repertoire krebshemmender Verbindungen, könnte mittels einer Biopsie der spezielle Energiestoffwechsel einer Krebszelle festgestellt werden. Der Patient oder die Patientin könnte dann gezielt mit der passenden Verbindung behandelt werden.

Sichtbar durch Floreszenz

Die leuchtenden Farben der Mitochondrien in den hochauflösenden Aufnahmen des Mikroskops wurden übrigens unterschiedlichen Organismen der Tiefsee entnommen, erzählt Graier. Verschiedene Tiere nützen in der dunklen Tiefe Fluoreszenz, um damit ihre Beute oder einen Partner anzulocken. Forschende verwenden die fluoreszierenden Proteine, um andere Proteine damit sichtbar zu machen.

Supermikroskop
Lena Hallwirth
Das Supermikroskop

„Wenn ich wissen will, wo ein bestimmtes Protein ist und was es tut, nehme ich das Gen dieses Proteins und hänge quasi das Gen eines fluoreszierenden Proteins dran. Das so entstandene Fusionsprotein bringe ich wieder in die Zelle ein und sehe jetzt, wo das Protein, das mich interessiert, herumflitzt“, beschreibt der Spezialist für medizinische Biochemie seine Arbeit.

Das rund 2,7 Millionen Euro teure Mikroskop befindet sich in einem von weltweit 18 Nikon-Exzellenzzentren an der Grazer Medizin Uni. Die Firma Nikon stellt hier Forschenden der interuniversitären Forschungskooperation BioTechMed Graz ihre neueste Mikroskopie-Technik kostenlos zur Verfügung und entwickelt sie gemeinsam mit ihnen weiter.

Lena Hallwirth, Ö1 Wissenschaft

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