Krebszellen an der Form erkennen

Die typische Gestalt von Krebszellen im menschlichen Blut könnte der Schlüssel sein für eine neue Methode zur Früh­erken­nung von Krebs. Ein darauf auf­bau­endes Nach­weis­ver­fahren hat Stephan Quint von der Uni­ver­sität des Saar­landes vor­ge­schlagen. Mit seiner Forschungs­idee gewann er eine Aus­schrei­bung der Förder­initi­ative „Experi­ment!“ der Volks­wagen-Stiftung. Das Projekt wird in der Arbeits­gruppe von Christian Wagner in Zusammen­arbeit mit dem Bio­physiker Lars Kaestner durch­ge­führt. Es wird mit rund 117.000 Euro über maximal 18 Monate gefördert.

Derzeitige Verfahren zum Nachweis von Krebszellen im mensch­lichen Blut sind auf­wändig und teuer: Die Zellen werden mit Marker­stoffen ange­färbt und anschlie­ßend mittels Fluores­zenz-Signalen detek­tiert. Das neu­artige, ein­fach zu hand­habende Nach­weis­ver­fahren soll Krebs­zellen anhand ihrer typischen Gestalt erkennen. „Schickt man Blut beziehungs­weise ein­zelne Zellen davon durch einen schräg stehenden Mikro­kanal, so lässt sich mit­hilfe von 3-D-Auf­nahmen ihre charak­teris­tische Gestalt erfassen. Diese lässt Rück­schlüsse auf den Zell­typ zu, beispiels­weise, ob es sich um eine weiße Blut­zelle oder Krebs­zelle handelt“, erklärt Quint. Je nach­dem, welche Fluss­bedin­gungen im Mikro­kanal herrschen, kann sich zudem die Gestalt der Zellen ändern. „Begren­zender Faktor bei der Erfas­sung der Zell­gestalt ist jedoch die Kamera­technik – ins­beson­dere bei hohen Drücken und Fließ­geschwin­dig­keiten.“

„Unsere Idee ist es, Mikrofluidik, physikalische Detek­tions­prin­zipien und aus­ge­klügelte Analyse­algo­rithmen so zu kombi­nieren, dass ein zell­typisches Signal ent­steht“, so der Forscher. Dieses würde die benötigten Infor­ma­tionen liefern, um den Zell­typ hin­reichend zu bestimmen und somit auch Krebs­zellen zu identi­fi­zieren. Insbe­sondere aus der Anwen­dung von hohen Fließ­geschwin­dig­keiten erwar­teten Quint und seine Kollegen ausge­prägte Vor­teile, zum einen für die Identi­fi­zie­rung der Zellen und zum anderen für einen hohen Zell­durch­satz. „Ein auf dieser Methode basie­rendes Detek­tions­gerät zur Erken­nung von Krebs­zellen im Blut – ein Durch­fluss­zyto­meter – wäre sehr ein­fach zu hand­haben“, betont Quint. Es erlaube, ohne großen Auf­wand fest­zu­stellen, ob im Blut zirku­lie­rende Tumor­zellen vor­handen sind, was schon in einem frühen Krebs­stadium der Fall ist.

UdS / RK