Farbenfrohe Forschung: UKE entwickelt neue Methode zur Zellbeobachtung

Eine Arbeitsgruppe aus der Klinik für Stammzelltransplantation am Universitätsklinikum Hamburg-Eppendorf (UKE) um den Biomediziner Prof. Dr. Boris Fehse und den Biochemiker Dr. Kristoffer Weber hat jetzt im Rahmen des Sonderforschungsbereichs 841 „Leberentzündung“ eine Methode entwickelt, mit der Zellen zum Leuchten in allen Spektralfarben angeregt werden, und sich so wesentlich genauer als bisher beobachten lassen. Die neue Technik wird im hochrangigen Wissenschaftsmagazin Nature Medicine erstmalig beschrieben.

Das Markieren von Zellen mit farbig fluoreszierenden Proteinen hat der biomedizinischen und zellbiologischen Wissenschaft ganz neue Möglichkeiten eröffnet. Im Jahr 2008 wurde für die Entwicklung dieses Prinzips der Nobelpreis für Chemie verliehen. Doch bisher standen nur wenige Farben für diese Methode zur Verfügung. Die Hamburger Forscher haben nun eine Technik entwickelt, mit der Zellen nicht nur zum Leuchten in den Grundfarben rot, grün oder blau (RGB) angeregt werden können. „Durch Mischen dieser Grundfarben in unterschiedlichen Intensitäten können wir das gesamte Farbspektrum des Regenbogens erzeugen, und Zellen mit den verschiedensten Farben markieren“, sagt Prof. Dr. Boris Fehse. Die neue Methode des RGB-Marking erlaube es nun, genaue Aussagen über das biologische Verhalten vieler Zellen zu treffen.

Die RGB-Farbmischung liegt auch den farbigen Bildern in Computer- oder TV-Monitoren zugrunde. Um Zellen fluoreszieren zu lassen, werden Gene eingeschleust, die dann das jeweilige farbige Protein in der Zelle herstellen. Das Leuchten lässt sich dann mit einem Fluoreszenzmikroskop anregen. Die UKE-Forscher haben nun Zellen zum Produzieren aller drei Farbstoffe veranlasst, indem sie Gene für alle drei Grundfarben einschleusten. Je nach Intensität der Einzelfarben kann dabei jede Farbe des Spektrums entstehen. So lassen sich viele Zelltypen voneinander unterscheiden, und ihre Eigenschaften beobachten.

Die neue Methode kommt direkt der Tumorforschung im Sonderforschungsbereich 841 (SFB 841) zugute. Besonderes Interesse gilt hier der Frage, warum Reparaturvorgänge im Lebergewebe, zum Beispiel bei einer Virusinfektion, in bösartiges Zellwachstum übergehen können. Mit dem RGB-Marking steht eine neue Methode zur Verfügung, mit der sich solche Veränderungsprozesse besonders gut beobachten lassen.

Aber auch in vielen anderen wissenschaftlichen Bereichen kann die neue Methode eingesetzt werden. „Das Prinzip funktioniert bei bösartigen ebenso wie bei gutartigen Zellen, zum Beispiel im Bereich der regenerativen Medizin“, sagt Prof. Fehse. „Das RGB-Marking kann dazu beitragen, grundlegende biologische Prozesse besser zu verstehen, und dann neue Therapieansätze zu entwickeln.“

Zur Anwendung gebracht wurde das RGB-Marking gemeinsam von Wissenschaftlern aus mehreren Projekten des Sonderforschungsbereichs Leberentzündung und am Heinrich-Pette-Institut für Experimentelle Virologie. „Ohne die enge Kooperation verschiedener Fachrichtungen wäre dieser Erfolg kaum möglich gewesen“, betont Prof. Dr. Ansgar Lohse von der I. Medizinischen Klinik des UKE und Sprecher des SFB 841. Das unterstreiche das große Potential der Verbundforschung. „Insbesondere fördert die Verzahnung von Grundlagenforschung und klinischer Wissenschaft in unserem SFB Erkenntnisse, die in absehbarer Zeit Patienten zugute kommen werden.“