Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Laser in der Zellbiologie - von der Krebsfrühdiagnose zu Gehirnen im Reagenzglas

21.05.2002


Prof. Josef Käs


Die Zelle - das kleine Forschungsobjekt von Prof. Käs


Erstmalig wird in Leipzig ein Biotechnologie-Tag durchgeführt. Drei zentrale Themen stehen auf der Tagesordnung: 

  1. Moleküldesign: vom Molekül zum Patienten.
  2. Zelltechnik. 
  3. Vom Patienten zum Molekül. 

Für alle Beteiligten dürfte die Zusammenführung von Grundlagen- und angewandter Forschung besonders interessant sein.


Erstmalig wird in Leipzig ein Biotechnologie-Tag durchgeführt. Die durch den Oberbürgermeister Leipzig, Wolfgang Tiefensee, und den Rektor der Universität Leipzig, Prof. Volker Bigl, eröffnete Tagung soll die Wissenschaftler des Biotechnologisch-Biomedizinischen Zentrums gegenseitig über ihre Forschungsprojekte informieren. Beteiligt sind Wissenschaftler aus den Fakultäten für Biowissenschaften, Pharmazie und Psychologie, für Chemie und Mineralogie, Mathematik und Informatik, Physik und Geowissenschaften, Medizin und Veterinärmedizin. Drei zentrale Themen stehen auf der Tagesordnung: 1.) Moleküldesign: vom Molekül zum Patienten. 2.) Zelltechnik. 3.) Vom Patienten zum Molekül. Für alle Beteiligten dürfte die Zusammenführung von Grundlagen- und angewandter Forschung besonders interessant sein.

Zeit: 22.5.2002, Beginn 8.30 Uhr

Ort: Großer Hörsaal der Fakultät für Chemie und Mineralogie, Johannisallee 29

Immer dann, wenn die Forschung in Richtung "Patient" geht, ist sie für die Öffentlichkeit besonders interessant. Auf diesem Gebiet forschen schon seit langem nicht mehr nur die Mediziner, sondern alle Naturwissenschaftler. Als Beispiel seien hier nur Prof. Dr. Peter Welzel, Organische Chemie, der auf dem ersten Biotechnologietag mit dem Thema "Die zunehmende Resistenz gegen Antibiotika als Aufforderung zur Entwicklung neuartiger Antiinfektiva" auftritt, und der Wolfgang Paul-Preisträger Prof. Dr. Josef Käs, der zu "Lasern in der Zellbiologie - von der Krebsfrühdiagnostik zu Gehirnen im Reagenzglas" spricht und trotz des eher biologisch oder medizinisch anmutenden Themas in der Physik angesiedelt ist. Allerdings ist Käs Biophysiker, was das Interesse des weltberühmten Forschers an der Biotechnologie erklärt, deren große Präsenz in Leipzig ihn einst bewog, den Ruf an die Universität Leipzig anzunehmen.

Laser in der Zellbiologie sind für Käs nach wie vor faszinierend. Er sieht in ihnen die perfekten Hände um Zellen anzufassen, die tausendmal kleiner als ein Stecknadelkopf sind. Die Instrumente für die leicht leitbaren Laserstrahlen lassen sich im Vergleich zur schwer herzustellenden Mikromechanik relativ einfach bauen und dadurch wesentlich besser anwenden. Ihr Einsatz in der Medizin ist nicht neu - zumindest von chirurgischen Instrumenten auf Laserbasis hat wohl jeder schon gehört.

In der Krebsfrühdiagnose geht Prof. Käs von einem ganz neuen Ansatz aus. Zwei Prämissen führt er zusammen, um z.B. Brustkrebs früher als sonst jemals möglich zu erkennen und damit die Chancen auf Heilung beträchtlich zu erhöhen. Die erste Voraussetzung ist die Erkennung des Gerüstes, das der Zelle ihre Stabilität verleiht, des sogenannten Zytoskelettes, durch Laser. Die zweite Voraussetzung ist die Kenntnis von der Veränderung des Zytoskelettes bei Krebs. Je weiter der Krebs fortschreitet, desto drastischer verändert sich die Zellstabilität, desto instabiler wird das Zytoskelett. Auch das kann man mit dem Laser feststellen. Vier Populationen von Zellen bei Brustkrebs haben die Forscher untersucht. 1.) normale. 2.) ganz frühe Krebszellen. 3.) Tumorzellen kurz vor der Metastasierung. 4.) metastasierende Zellen. Diese Zellen unterschieden sich signifikant durch die Stabilität des Zytoskelettes.

Je früher ein Krebs erkannt wird, desto größer die Aussicht auf Heilung. Eine Diagnose im Stadium zwei und auch noch drei bedeutet für den Patienten eine objektive Chance auf Heilung. In der Praxis sieht das aber so aus, dass der Tumor schon eine gewisse Größe erreicht haben muss, damit er überhaupt erkannt und durch Biopsie, einen operativen Eingriff zur Gewinnung des verdächtigen Gewebes, genauer untersucht werden kann. Laut Käs ist der Tumor dann aber schon neun Jahre lang gewachsen!

Wegen des komplizierten Eingriffes, um Gewebsproben zu gewinnen, muss eine deutliche Indikation vorliegen, wenn der Arzt die Biopsie anordnet. Für die Krebsfrüherkennung kann das aber schon zu spät sein. Prof. Käs plädiert daher für die sogenannte Fine needle-aspiration. Dabei handelt es sich um eine Absaugung von Brustzellen mit einer sehr feinen Nadel, eine Methode, die wesentlich unkomplizierter ist. Käs könnte sich vorstellen, dass gerade für Frauen mit einem erhöhten Brustkrebsrisiko die Fine needle- aspiration später einmal standardmäßig angewandt wird, um Gewebsproben zu entnehmen, die durch die Laser-Diagnose untersucht werden könnten. Die Laser-Diagnose hält er auch anwendbar für andere Tumorarten wie Gebärmutterhalskrebs, Mundschleimhautkrebs, Magen- und Darm-Krebs, kurz für Krebsarten, von denen sich über Abstriche relativ einfach Gewebsproben entnehmen lassen. Für den Gebärmutterhalskrebs laufen derzeit Untersuchungen.

Wie kommt aber Käs von der Krebsfrühdiagnose zu den Gehirnen im Reagenzglas? Zunächst wehrt er aber ab, dass die Gehirne im Reagenzglas eher metaphorisch als wörtlich zu verstehen seien. Er strebe eine Vernetzung von Nervenzellen an, um kontrollierte Schaltkreise von Nerven untersuchen zu können mit dem Ziel, der fundamentalen Frage nach dem Ablauf von Denkprozessen auf den Grund zu kommen. "Der Vorgang des Denkens und Lernens ist nach wie vor weitgehend unerforscht", meint Käs. Es gelinge zwar bereits, neuronale Netze des Lernens auf dem Computer zu simulieren, aber wie sie funktionieren, wisse man immer noch nicht. Den Geheimnissen des Gehirns auf die Spur zu kommen, reize ihn aber als Biophysiker sehr. Und den Ansatz dazu glaubt Käs entdeckt zu haben: das Zytoskelett und den Laser.

Mit dem Laser kann man nämlich nicht nur die Struktur der Zelle genau erforschen, sondern man kann ihre Formgebung beeinflussen. Wie Pflanzen dem Licht entgegenwachsen, streckt sich das Zytoskelett dem Laser entgegen. Mit dem steuerbaren Lichtbündel kann man so auch den Aufbau des Zytoskeletts steuern. Die Idee, der Käs jetzt nachgeht, beruht auf dem gezielten Einsatz des Lasers als Steuer- und Untersuchungsinstrument. Er möchte mit dem Laser die gezielte Vernetzung von Nervenzellen angehen, um sie danach mit dem Laser untersuchen zu können. Vielleicht gelingt es ihm zu erkennen, welche biochemischen Prozesse bei der Informationsverarbeitung durch Nervenzellen vor sich gehen und wie sich Nervenleitungen etablieren.

Der Vortrag von Prof. Josef A. Käs läuft im Rahmen des Themas "Zelltechnik", das von 13.30 Uhr bis 15.10 Uhr stattfindet.

weitere Informationen: Prof. Dr. Josef A. Käs
Telefon: 0341 97 32 470
E-Mail: jkaes@physik.uni-leipzig.de

Dr. Bärbel Adams | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-leipzig.de/veranst/index.htm

Weitere Berichte zu: Krebsfrühdiagnose Laser Molekül Reagenzglas Zellbiologie Zytoskelett

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Basis für neue medikamentöse Therapie bei Demenz
27.07.2017 | Medizinische Hochschule Hannover

nachricht Biochemiker entschlüsseln Zusammenspiel von Enzym-Domänen während der Katalyse
27.07.2017 | Westfälische Wilhelms-Universität Münster

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Physiker designen ultrascharfe Pulse

Quantenphysiker um Oriol Romero-Isart haben einen einfachen Aufbau entworfen, mit dem theoretisch beliebig stark fokussierte elektromagnetische Felder erzeugt werden können. Anwendung finden könnte das neue Verfahren zum Beispiel in der Mikroskopie oder für besonders empfindliche Sensoren.

Mikrowellen, Wärmestrahlung, Licht und Röntgenstrahlung sind Beispiele für elektromagnetische Wellen. Für viele Anwendungen ist es notwendig, diese Strahlung...

Im Focus: Physicists Design Ultrafocused Pulses

Physicists working with researcher Oriol Romero-Isart devised a new simple scheme to theoretically generate arbitrarily short and focused electromagnetic fields. This new tool could be used for precise sensing and in microscopy.

Microwaves, heat radiation, light and X-radiation are examples for electromagnetic waves. Many applications require to focus the electromagnetic fields to...

Im Focus: Navigationssystem der Hirnzellen entschlüsselt

Das menschliche Gehirn besteht aus etwa hundert Milliarden Nervenzellen. Informationen zwischen ihnen werden über ein komplexes Netzwerk aus Nervenfasern übermittelt. Verdrahtet werden die meisten dieser Verbindungen vor der Geburt nach einem genetischen Bauplan, also ohne dass äußere Einflüsse eine Rolle spielen. Mehr darüber, wie das Navigationssystem funktioniert, das die Axone beim Wachstum leitet, haben jetzt Forscher des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) herausgefunden. Das berichten sie im Fachmagazin eLife.

Die Gesamtlänge des Nervenfasernetzes im Gehirn beträgt etwa 500.000 Kilometer, mehr als die Entfernung zwischen Erde und Mond. Damit es beim Verdrahten der...

Im Focus: Kohlenstoff-Nanoröhrchen verwandeln Strom in leuchtende Quasiteilchen

Starke Licht-Materie-Kopplung in diesen halbleitenden Röhrchen könnte zu elektrisch gepumpten Lasern führen

Auch durch Anregung mit Strom ist die Erzeugung von leuchtenden Quasiteilchen aus Licht und Materie in halbleitenden Kohlenstoff-Nanoröhrchen möglich....

Im Focus: Carbon Nanotubes Turn Electrical Current into Light-emitting Quasi-particles

Strong light-matter coupling in these semiconducting tubes may hold the key to electrically pumped lasers

Light-matter quasi-particles can be generated electrically in semiconducting carbon nanotubes. Material scientists and physicists from Heidelberg University...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

10. Uelzener Forum: Demografischer Wandel und Digitalisierung

26.07.2017 | Veranstaltungen

Clash of Realities 2017: Anmeldung jetzt möglich. Internationale Konferenz an der TH Köln

26.07.2017 | Veranstaltungen

2. Spitzentreffen »Industrie 4.0 live«

25.07.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Basis für neue medikamentöse Therapie bei Demenz

27.07.2017 | Biowissenschaften Chemie

Aus Potenzial Erfolge machen: 30 Rittaler schließen Nachqualifizierung erfolgreich ab

27.07.2017 | Unternehmensmeldung

Biochemiker entschlüsseln Zusammenspiel von Enzym-Domänen während der Katalyse

27.07.2017 | Biowissenschaften Chemie