Forscher der Saar-Uni wollen neuartiges Frühwarnsystem für Krebs entwickeln

12.03.2018

Die typische Gestalt von Krebszellen im menschlichen Blut könnte der Schlüssel sein für eine neue Methode zur Früherkennung von Krebs. Ein darauf aufbauendes Nachweisverfahren hat der Physiker Stephan Quint vorgeschlagen. Mit dieser Forschungsidee konnte kürzlich eine Ausschreibung der Förderinitiative „Experiment!“ der VolkswagenStiftung gewonnen werden. Das Projekt wird in der Arbeitsgruppe von Professor Christian Wagner in Zusammenarbeit mit dem Homburger Biophysiker Lars Kaestner durchgeführt. Es wird mit rund 117.000 Euro über maximal 18 Monate gefördert.

Derzeitige Verfahren zum Nachweis von Krebszellen im menschlichen Blut sind aufwändig und teuer: Die Zellen werden mit Markerstoffen angefärbt und anschließend mittels Fluoreszenz-Signalen detektiert. Ein neuartiges, einfach zu handhabendes Nachweisverfahren, das Krebszellen anhand ihrer typischen Gestalt erkennt, wollen Wissenschaftler der Saar-Uni entwickeln. „Schickt man Blut beziehungsweise einzelne Zellen davon durch einen schräg stehenden Mikrokanal, so lässt sich mithilfe von 3-D-Aufnahmen ihre charakteristische Gestalt erfassen. Diese lässt Rückschlüsse auf den Zelltyp zu, beispielsweise, ob es sich um eine weiße Blutzelle oder Krebszelle handelt“, erklärt der Physiker Stephan Quint.

Je nachdem, welche Flussbedingungen im Mikrokanal herrschen, kann sich zudem die Gestalt der Zellen ändern, weiß der 33-jährige Physiker, der im Bereich Mikrofluidik am Fraunhofer-IMM in Mainz promoviert hat. „Begrenzender Faktor bei der Erfassung der Zellgestalt ist jedoch die Kameratechnik – insbesondere bei hohen Drücken und Fließgeschwindigkeiten.“

An dieser Stelle setze das neue Projekt an, sagt Stephan Quint: „Unsere Idee ist es,
Mikrofluidik, physikalische Detektionsprinzipien und ausgeklügelte Analysealgorithmen so zu kombinieren, dass ein zelltypisches Signal entsteht.“ Dieses würde die benötigten Informationen liefern, um den Zelltyp hinreichend zu bestimmen und somit auch Krebszellen zu identifizieren. Insbesondere aus der Anwendung von hohen Fließgeschwindigkeiten erwarteten die Physiker ausgeprägte Vorteile, zum einen für die Identifizierung der Zellen und zum anderen für einen hohen Zelldurchsatz.

„Ein auf dieser Methode basierendes Detektionsgerät zur Erkennung von Krebszellen im Blut – ein sogenanntes Durchflusszytometer – wäre sehr einfach zu handhaben“, sagt Stephan Quint. Es erlaube, ohne großen Aufwand festzustellen, ob im Blut zirkulierende Tumorzellen vorhanden seien, was schon in einem frühen Krebsstadium passiere.

Die Förderinitiative „Experiment!“ der VolkswagenStiftung unterstützt grundlegend neue, gewagte Forschungsideen in der Startphase. Bewerben können sich Wissenschaftler aller Karrierestufen nach der Promotion. Die Förderung beträgt bis zu 120.000 Euro für einen Zeitraum von maximal 18 Monaten. Bei der letzten Ausschreibung haben 29 von insgesamt 594 Anträgen den Zuschlag für eine Förderung bekommen, was einer Förderquote von unter fünf Prozent entspricht.

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