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Funktionseinheit "Durchflusszytometrie" macht Forschern das Leben leichter

25.06.2007
Durchflusszytometer und Zellsortierer sind aus Medizin und Biologie nicht mehr wegzudenken. Die Anpassung der Geräte auf neue Fragestellungen erfordert jedoch oft großes Know-how. Am Uniklinikum Bonn berät eine so genannte Funktionseinheit beim Umgang mit der Technik und bei der Weiterentwicklung experimenteller Methoden. In den USA schon lange etabliert, steckt die Idee der Funktionseinheiten in Deutschland noch in den Kinderschuhen.

Das elektronische Aschenputtel am Institut für Molekulare Medizin und Experimentelle Immunologie (IMMEI) hat gerade Pause. Daneben steht Dr. Elmar Endl und preist die Dienste des Geräts an: "Mehrere 10.000 Zellen pro Sekunde kann das Gerät analysieren und sortieren", sagt er. Die guten ins Töpfchen, die schlechten ins Kröpfchen, rasend schnell und nahezu fehlerfrei. "Zumindest wenn man weiß, wie es geht."

Endl weiß, wie es geht. Seine Mitarbeiter und er verfügen in punkto "Zellsortierung" über eine Expertise, auf die selbst Kollegen anderer Forschungseinrichtungen gerne zurückgreifen. Der Physiker leitet auf dem Bonner Venusberg die Funktionseinheit "Durchflusszytometrie" - eine in der Wissenschaftsstadt einzigartige Einrichtung. "Wir trainieren Kollegen im Umgang mit empfindlichen zellbiologischen Geräten. Außerdem entwickeln wir mit ihnen zusammen die experimentellen Methoden weiter, mit denen sie ihre Projekte bearbeiten können."

Einfaches Funktionsprinzip mit vielen Tücken

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»Düse »Funktionseinheit »Tropfen

Beispiel Zellsortierer: Eigentlich funktioniert das elektronische Aschenputtel wie ein Tintenstrahldrucker - es ist nur schwieriger zu bedienen. Zunächst wird dem Nährmedium ein Farbstoff zugesetzt, der nur Zellen mit den gesuchten Eigenschaften markiert - beispielsweise solche, die ein bestimmtes Eiweißmolekül produzieren. Dann wird die "Zellbrühe" durch eine feine Düse getrieben. Dahinter passiert sie einen Laser, in dem die Zellen Farbe bekennen, und wird dabei digital ausgelesen. Die Düse vibriert, so dass der Strahl nach einigen Zehntel Millimetern in einzelne Tropfen zerfällt. Diese Tropfen sind im Idealfall so groß, dass genau eine Zelle hineinpasst. Hat die eingesperrte Zelle die richtige Farbe, lädt der Sortierer den Tropfen blitzschnell elektrostatisch auf. In einem elektrischen Feld können die gewünschten Zellen dann gezielt zur Seite gezogen und gesammelt werden.

Was sich so einfach anhört, hat in der Praxis viele Tücken: So muss der Strahl genau an der passenden Stelle zerfallen, und der Tropfen muss exakt zum richtigen Zeitpunkt erfasst werden. Gerade bei empfindlichen oder sehr großen Zellen müssen zudem alle Parameter passen, damit die auftretenden Kräfte die kostbare Fracht nicht zerstören. "Wir setzen uns mit den Wissenschaftlern zusammen und entwickeln mit ihnen das passende experimentelle Protokoll", sagt Endls Mitarbeiter Andreas Dolf.

In den USA sind derartige "Funktionseinheiten" schon lange etabliert. In Deutschland beginnt sich die Idee aber gerade erst durchzusetzen. Dabei liegen die Vorteile auf der Hand: Der Umgang mit der empfindlichen Technik erfordert oft jahrelange Erfahrung. Zudem entwickeln sich die Methoden ständig weiter. Ein Wissenschaftler, der ein bestimmtes Gerät nur hin und wieder nutzt, kann sich gar nicht auf dem neuesten Stand halten. Auch ist es effizienter, wenn sich nicht jede Arbeitsgruppe ein teueres Gerät anschafft, das ein paar Mal zum Einsatz kommt und dann in irgendeiner Ecke verstaubt.

Das ist auch einer der Gründe, warum die Gutachter des Bonner Sonderforschungsbereichs 704 "Molekulare Mechanismen und chemische Modulation der lokalen Immunregulation" die Funktionseinheit Durchflusszytometrie als wünschenswertes und förderungswürdiges Projekt eingestuft haben. "Die Gruppe um Dr. Endl hat damit eine kompetente Plattform aufgebaut, die den Wissenschaftlern einen einfachen Zugang zu notwendigen Schlüsseltechnologien ermöglicht", sagt Professor Dr. Percy Knolle, Direktor des IMMEI und zweiter Sprecher des Sonderforschungsbereichs.

Stärke durch Vielfalt

"Wir verstehen uns aber nicht als Serviceleister", betont Dr. Endl. "Ein Großteil unserer Zeit fließt in die wissenschaftliche Planung der Experimente: Wir beraten, welche Methoden am geeignetsten sind, um die jeweilige Fragestellung zu untersuchen, oder entwickeln neue Lösungsansätze. Die Vielfalt unserer Kooperationen bildet dabei die Grundlage für unseren Erfahrungsschatz." Aufgrund der Vielzahl der Anfragen müssen Endl und seine Mitarbeiter hier mittlerweile eine Auslese vornehmen. "Dabei bevorzugen wir Studien, die sowohl methodisch als auch wissenschaftlich neue Erkenntnisse versprechen." Positives Beispiel dafür ist eine Zusammenarbeit mit dem Max-Planck-Instituts für Züchtungsforschung in Köln, deren Ergebnisse kürzlich in der Zeitschrift "Nature" publiziert wurden.

Kontakt:
Dr. Elmar Endl
Funktionseinheit Durchflusszytometrie
Telefon: 0228/287-11028
E-Mail: elmar.endl@ukb.uni-bonn.de

Frank Luerweg | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-bonn.de

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