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Der letzte Atemzug lebender Zellen

Der letzte Atemzug lebender Zellen

Eine neue Studie mit lebenden Zellen könnte die Drogentests revolutionieren

Laut einem Artikel, der am 11. April 2007 vom EPSRC veröffentlicht wurde, hat ein Forscherteam das elektrische Äquivalent des letzten Atemzugs einer lebenden Zelle und damit eine neue Methode zum Testen von Arzneimitteln entdeckt.

Um am Leben zu bleiben, müssen einzelne biologische Zellen elektrisch geladene Teilchen, sogenannte Ionen, über ihre Zellmembranen übertragen. Dies würde eine Art "zelluläres Kardiogramm" liefern, mit dem die tägliche Funktionsweise der Zelle verfolgt werden kann.

So haben Prof. Andre Geim von der Universität Manchester und sein Team mit Mitteln des Forschungsrats für Ingenieurwissenschaften und Physikalische Wissenschaften (EPSRC) die erste Messung eines Zellschlags durchgeführt.

Laut Geim kann durch Kenntnis des durchschnittlichen oder üblichen Musters der elektrischen Aktivität der Zelle beobachtet werden, wie verschiedene Medikamente sie beeinflussen. Dieser elektrische Aktivitätstest könnte auch verwendet werden, um die Auswirkungen einer Kontamination auf Mikroorganismen in der Umwelt zu beobachten.

Um normale Zellaktivität zu erfassen, modifizierten Geim und seine Kollegen Geräte, die ursprünglich zum Nachweis schwacher Magnetfelder in Supraleitern verwendet wurden. Leider verringerten diese Modifikationen die Empfindlichkeit der Technik und die normale Aktivität der Hefezelle konnte nicht nachgewiesen werden. Dies ist das erste Mal, dass diese Technik in einer lebenden Zelle angewendet wird.

Die Forscher beschlossen dann, Alkohol, insbesondere Ethanol, zuzusetzen, um eine Reaktion in der Zelle hervorzurufen. Es ist bekannt, dass Ethanol die Transparenz von Zellmembranen erhöht, daher hofften die Forscher, ein Signal auf diese Weise erfassen zu können, erklärt Irina Barbolina, die die Experimente durchgeführt hat.

Sobald die Hefe den Alkohol schmeckte, registrierte der Sensor ein elektrisches Signal. Sie fügten jedoch zu viel Alkohol hinzu und es vergiftete die Zelle. Laut Prof. Geim war das erkannte Signal wahrscheinlich das letzte Keuchen der sterbenden Zelle.

Obwohl das erwartete Kardiogramm nicht erhalten wurde, war das elektrische Signal das kleinste, das von einer lebenden Zelle erfasst wurde, und ist etwa 100-mal kleiner als alle zuvor erfassten. Dies hat das Vertrauen des Teams in die Möglichkeit erhöht, Geräte zu entwickeln, die empfindlich genug sind, um den Takt einer Zelle zu messen.

„Wir haben einige Ideen, um die Nachweisempfindlichkeit in Wasser zu verbessern, und beim nächsten Mal werden wir auch einen aktiveren Mikroorganismus wie eine Amöbe verwenden, sagt Prof. Geim. Ihm zufolge ist das Wichtigste, dass Zellkardiogramme von nun an nicht mehr als etwas Absurdes oder Science-Fiction angesehen werden. "Wenn wir es nicht sind, wird bald jemand anderes eine Technik entwickeln, die empfindlich genug ist, um diese Studien durchzuführen", fügte er hinzu.

Quelle: Forschungsrat für Ingenieurwissenschaften und Physik

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