Viskositätsmessungen mit einer Mikropipette offenbaren schnell und einfach Eigenschaften von Zellhaufen

Mikropipette

Paris (Frankreich)/Hamilton (Kanada) - Stammzellen, Embryonen und Krebsgeschwüre sind eigentlich keine Proben, mit denen sich Physiker beschäftigen. Doch ein französisch-kanadisches Forscherteam sieht das etwas anders. Es hat eine Mikropipette entwickelt, mit der sich die biophysikalischen Eigenschaften von Zellhaufen schneller und einfacher als mit bisher verfügbaren Methoden bestimmen lassen. Ihre Idee und ersten Versuche präsentierten sie im Fachblatt "Physical Review Letters".

"Im Vergleich mit konventionellen Methoden erlaubt die Mikropipette auch Untersuchungen an lebenden Organismen - in vivo", schreiben Karine Guevorkian von der Université Pierre et Marie Curie in Paris und ihre Kollegen von der kanadischen McMaster University in Hamilton. Das Messprinzip ist dabei bemerkenswert einfach: Eine einige hundert Mikrometer große Ansammlung aus Zellen wird mit der Spitze einer winzigen Pipette angesaugt. Über die Verformung des Zellhaufens lassen sich charakteristische Größen wie Elastizität und Oberflächenspannung quantitativ bestimmen. Frühere Studien haben bereits gezeigt, dass diese mechanischen Eigenschaften wichtige Hinweise für den biologischen Zustand der Zellen liefern. Beispielsweise können metastasierte Krebszellen nur wachsen, wenn der Innendruck eines Zellhaufens unter einem gewissen, homeostatischen Druck liegt.

Erste Versuche mit menschlichen Muskelzellen oder Hamsterzellen verliefen bereits erfolgreich. Mit hoher Genauigkeit ließ sich mit der saugenden Mikropipette beispielsweise die Oberflächenspannung der Zellaggregate bestimmen. In weiteren Versuchen gilt es nun, diese Messmethode weiter zu verfeinern und möglichst einen Messstandard zu entwickeln. Dann könnten Mediziner und Stammzellforscher schon bald über ein neues und einfach anwendbares Instrument zur Charakterisierung ihrer Proben verfügen. Weitere Veröffentlichungen, auch in Fachblättern der Biologen und Zellexperten wären dabei sicher sinnvoll, da diese Forscher eher selten die aktuelle Physik-Literatur durchforsten.