HIV per Laser beobachten
Auflösung bis 100 Nanometer – Lasermikroskop in Bielefeld macht Viren sichtbar.
Das neue Lasermikroskop der Universität Bielefeld kann sogar Viren abbilden. Seine Auflösung reicht für Untersuchungsobjekte aus, die bis zu 100 Nanometer klein sind – das entspricht der Größe solcher Krankheitserreger. Rund eine Million Euro hat das neue Gerät gekostet. Mit dem hochauflösenden Weitfeldmikroskop untersucht die Arbeitsgruppe „Biomolekulare Photonik“ der Fakultät für Physik künftig Transportprozesse und Signalübertragungen in lebenden Zellen. Ein Schwerpunkt liegt darauf, zu erforschen, wie sich die Viren der Immunkrankheit Aids im Körper ausbreiten.
Abb.: Die linke Aufnahme der Membran einer Krebszelle wurde mit einem konventionellen Mikroskop erstellt. Erst in der Aufnahme mit dem neuen Lasermikroskop (rechtes Bild) werden die Details erkennbar. (Bild: U. Bielefeld)
Bei dem Gerät handelt es sich um die derzeit modernste Variante eines optischen Weitfeldmikroskops der Medizintechnik-Firma GE Healthcare. Die Universität Bielefeld ist neben Universitäten in München, Dresden und Berlin die vierte Hochschule in Deutschland, die über das Mikroskop verfügt. „Mit dem neuen Mikroskop können wir erstmals einzelne Viren in lebenden Zellen darstellen und verfolgen“, sagt Thomas Huser, Leiter der Arbeitsgruppe „Biomolekulare Photonik“. Hinzu kommt, dass das Gerät Bewegungsabläufe extrem schnell erfassen und dann verlangsamt wiedergeben kann. Das Mikroskop nimmt dazu bis zu 240 Bilder in der Sekunde auf. So lassen sich molekulare Abläufe in Zellen und Viren anschließend mit extremer Zeitlupe betrachten.
Das neue Mikroskop soll auch die Forschung zur Übertragung von HIV im Körper voranbringen. „Obwohl man den Erreger von Aids, das HI-Virus, schon seit fast 30 Jahren kennt, konnte bis heute noch keine effektive Schutzimpfung entwickelt werden. Dies liegt sowohl an der Wandlungsfähigkeit des Virus als auch daran, dass es vielfältige Übertragungswege auf zellulärer Ebene gibt, deren Bedeutung teils unterschätzt wurde“, erklärt Huser.
Zusammen mit dem Biologen Wolfgang Hübner und weiteren Mitarbeitern beobachtet er, wie es dem HI-Virus in der infizierten Zelle gelingt, Immunzellen umzuprogrammieren und andere Zellen im Körper anzustecken. „Wir betreiben Grundlagenforschung – das heißt, wir entwickeln Methoden, um grundlegende Prozesse auf submikroskopischer Skala in lebenden Zellen zu verfolgen und zu analysieren. Wenn wir zum Beispiel herausfinden, wie die Übertragung der Viren genau abläuft, können Mediziner und Biologen mit diesen Informationen weiterarbeiten und daraus Therapien entwickeln.“
Die direkte Übertragung des Virus von infizierten auf nichtinfizierte Zellen wird mit dem Mikroskop ab Ende 2014 in einem speziell ausgerüsteten Labor im Neubau der Experimentalphysik untersucht. Auch andere biomedizinische Fragen, die zum Beispiel die Funktionsweise der Leber betreffen, sollen auf mikroskopischer Skala untersucht werden. „Diese Fragestellungen lassen sich nur interdisziplinär lösen, indem Physiker neue Methoden entwickeln und dann mit Biologen und Medizinern zusammenarbeiten“, sagt Huser.
U. Bielefeld / PH
