Fitnessstudio für Zellen

5. September 2016, 15:46
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Schweizer Forscher ergründen, welche Rolle die mechanischen Kräfte haben, die permanent auf Zellen wirken – und was passiert, wenn das System gestört ist

Die Zellen im Körper sind ständig mechanischen Kräften ausgesetzt. Forschende der ETH und Uni Lausanne haben eine Apparatur entwickelt, um dieses Quetschen und Ziehen an Zellen im Labor nachzuahmen. Damit wollen sie untersuchen, welche Rolle diese Kräfte beispielsweise bei Krebs oder Gefäßerkrankungen spielen.

Mit jedem Herzschlag werden die Zellen der Blutgefäßwände gedehnt. Welche Rolle solche mechanischen Kräfte spielen, die auf die Zellen unseres Körpers wirken, kommt erst langsam ans Licht. Beispielsweise beeinflussen diese Kräfte die Zellteilung und Genexpression und könnten bei der Entstehung bestimmter Krebsarten und Gefäßkrankheiten eine Rolle spielen.

Um dieses Phänomen genauer untersuchen zu können, haben die Wissenschafter um Tatiana Petrova von der Uni Lausanne und Herbert Shea von der ETH Lausanne (EPFL) einen speziellen Chip gebaut: Eine Art Mini-Fitnessstudio für Zellen, wie Shea es bezeichnete. Dabei handelt es sich um eine flexible und transparente Plattform, die das rhythmische Ziehen und Stauchen nachahmt und sich unter einem Mikroskop installieren lässt.

Immer in Bewegung

Die Apparatur besteht aus einer weichen Silikonmembran, auf der die Zellen wachsen. An den Enden befinden sich zwei Elektroden. Durch Anlegen einer Spannung zwischen diesen Elektroden zieht sich die Membran auseinander – wie ein Gummiband, das langgezogen wird. Dabei werden auch die Zellen auf der Oberfläche der Membran mit gedehnt.

Getestet haben die Forscher ihr System bereits mit Zellen aus der Wand von Lymphgefäßen. Im Körper sind diese Zellen dem ständigen mechanischen Stress durch die Bewegung der Lymphflüssigkeit ausgesetzt. Eine Funktion dieser Gefäße ist es, Wasser aus dem Gewebe abzuleiten.

Man vermutet, dass bei lymphatischen Erkrankungen die Zellen der Lymphgefäßwände nicht richtig auf den mechanischen Stress reagieren und Lymphe aus dem Gefäß in den Körper austreten lassen. Dadurch schwellen die Gliedmaße der Betroffenen an. "Die Plattform wird uns nicht nur helfen zu verstehen, was passiert, sondern auch dabei, Wirkstoffe zu testen, die dieses Problem behandeln sollen", sagte Petrova.

Die Anwendungsmöglichkeiten der Plattform für Tests und Studien seien vielfältig. "Mechanische Signale spielen eine Rolle bei der Entwicklung einiger der tödlichsten Krankheiten der Welt, darunter Krebs", so Petrova. (APA, 5.9.2016)

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