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Dienstag, 17.10.2017
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Forscher lassen innere Organe von Tieren leuchten

Neuer fluoreszierender Marker ermöglicht Blick ins Körperinnere

Ein neuer fluoreszierender Marker macht erstmals die inneren Organe eines lebenden Tieres von außen sichtbar - ohne Skalpell oder Röntgengerät. Forscher entwickelten die leuchtende Substanz aus einem Bakterienprotein. Wie sie im Fachmagazin „Nature Biotechnology“ berichten nutzten sie Adenoviren, um die Markergene gezielt in Leberzellen von Mäusen einzuschleusen. Angeregt durch Nah-Infrarotlicht strahlten die dort produzierten Markerproteine anschließend so stark, dass die Leber auch beim Ganzkörperscan deutlich sichtbar wurde.
Mit dem neuen Fluoreszenzprotein markierte Leber im Infrarotlicht.

Mit dem neuen Fluoreszenzprotein markierte Leber im Infrarotlicht.

Fluoreszenzmarker sind aus der modernen Bioforschung kaum mehr wegzudenken: Eine ganze Reihe farbig fluoreszierender Proteine dient den Wissenschaftlern heute dazu, gezielt die Aktivität bestimmter Gene oder den Zustand von Zellen und Geweben darzustellen. Meist stammen diese Marker ursprünglich aus Quallen oder Korallen. Sie haben jedoch einen Nachteil: Der rote Blutfarbstoff Hämoglobin absorbiert die Lichtwellenlängen, die ihr fluoreszierendes Leuchten auslösen. Auch das vom Marker abgestrahlte Licht wird geschluckt. Bisherige Varianten leuchten daher meist zu schwach, um auch von außerhalb des Körpers gesehen zu werden.

Leuchten im transparenten Bereich


Um diesen Nachteil zu überwinden, entwickelte das Forscherteam um Grigory Filonov vom Albert Einstein College of Medicine in New Yor ein Fluoreszenzprotein aus einem Bakterienpigment, dem Phytochrom. Der große Vorteil dieses Stoffs: Er absorbiert und emittiert Licht im Nah-Infrarot-Bereich - in den Wellenlängen, für die Säugetiergewebe nahezu transparent sind. Sein Fluoreszieren wird nicht vom roten Blutfarbstoff geschluckt wie das vieler anderer Marker. Ihrer Ansicht nach könnte er sich daher als Durchbruch in der Ganzkörper-Bildgebung auch beim Menschen erweisen. Er ermögliche es beispielsweise Ärzten, das Wachstum eines Tumors auf nicht-invasive Weise zu überwachen.

Heller und stabiler als herkömmliche Marker


In ihren Versuchen verglichen die Forscher die Helligkeit des neuen iRFP mit herkömmlichen Markern, indem sie jeweils Leberzellen von Mäusen mit ihnen markierten. Anschließend wurden die Mäuse Nah-Infrarotlicht ausgesetzt und anschließend das Nachleuchten des Markers mit einem Sensor aufgenommen. „Das iRFP erzeugt nicht nur ein viel helleres Bild mit höherem Kontrast als die anderen fluoreszierenden Proteine, es war auch sehr stabil. Wir glauben daher, dass es die potenziellen Anwendungen für nicht-invasive Ganzkörper-Scanverfahren signifikant erweitern könnte“, sagt Studienleiter Filonov.


Ein großer Vorteil des Markers sei zudem, dass weder Röntgenstrahlung noch radioaktive Kontrastmittel für die Abbildung der Gewebe und Organe nötig seien. Ob und wann der Marker tatsächlich am Menschen eingesetzt wird, ist allerdings noch offen. (Nature Biotechnpology, 2011; DOI: 10.1038/nbt.1918)
(vom Albert Einstein College of Medicine in New York, 20.07.2011 - NPO)
 
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