Mini-Nagelbrett misst Zell-Tritt

Ob ein Mensch schlurft, schwungvoll geht oder gar rennt, lässt Rückschlüsse auf sein Befinden zu. Nach diesem Prinzip wollen Forscher aus Jena und Bremen nun auch einzelne Körperzellen untersuchen. Mit Hilfe eines mikroskopischen Nagelbretts messen sie, wie stark sich eine wandernde Zelle vom Untergrund abdrückt.

Wenn eine Zelle über das Nagelbrett “schreitet”, biegen sich die Säulen zur Seite. Bild: Copyright Fraunhofer-IFAM

Solche Kraft-Analysen könnten künftig helfen, Krankheiten zu diagnostizieren oder Heilungsprozesse zu verfolgten, erläutert Norbert Danz vom Fraunhofer-Institut für Angewandte Optik und Feinmechanik in Jena. “Die Analyse der Zellbewegung ist für viele Anwendungen von Bedeutung – etwa, um zu kontrollieren, ob Knochenzellen ein Implantat erfolgreich besiedeln oder wie gut Wunden verheilen.”

Der von Danz und Kollegen entwickelte Sensor besteht aus einer glatten Oberfläche, die mit lediglich 5 Mikrometer dünnen Kunststoffsäulen gespickt ist. Die Säulen sind wiederum aus einem elastischen Polyurethan-Kunststoff gegossen und biegen sich zur Seite, wenn eine Zelle über sie “schreitet”. Diese Auslenkung wird von einer Digitalkamera erfasst und gibt Aufschluss über die ausgeübten Kräfte.

Bei der Entwicklung ihres “Cellforce” getauften Sensors hatten die Forscher nicht nur mit technischen Herausforderungen zu kämpfen, sondern auch mit dem Verhalten ihrer Studienobjekte. So müssen die Säulen derart beschaffen sein, dass sich die Zellen gerne auf ihnen bewegen und sich nicht etwa in den Zwischenraum zwischen den Säulen gleiten lassen.

Forschung: Natalie Silk, Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung (IFAM), Bremen; Norbert Danz, Fraunhofer-Institut für Angewandte Optik und Feinmechanik (IOF), Jena; und andere

WWW:
Fraunhofer-IOF
A Video Tour of Cell Motility

Lesen Sie dazu im Scienceticker:
Stretching entlarvt Krebszellen