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News: Kluge Skalpelle wissen, was sie schneiden

Wäre es nicht toll, wenn das Skalpell in der Hand eines Chirurgen beim Herausschneiden von Tumoren von sich aus zwischen Krebszellen und gesundem Gewebe unterscheiden könnte? Ein neu entwickeltes Gerät - ein so genannter biologischer Mikrokavitäten-Laser - kann gesunde und entartete Zellen anhand charakteristischer Unterschiede auseinander halten und dem Chirurgen somit helfen, die bösartigen Wucherungen effizienter zu entfernen.
Amerikanische Wissenschaftler der Sandia National Laboratories entwickelten bereits einen Prototyp dieses "intelligenten Skalpells". Darin befördert eine Minipumpe einzelne Zellen durch einen Kanal des Glaskörpers. Ein winziger Laserstrahl tritt durch die Zellen und wird von einem Detektor aufgefangen. Die höhere Proteinkonzentrationen, die Krebszellen eigen ist, beeinflusst das Licht, was über einen angeschlossenene Computer ausgewertet und an den Chirurgen weitergegeben wird. Am Bildschirm kann er dann erkennen, wenn das Blut, das vom Schnitt in die Messvorrichtung gesaugt wird, frei von entarteten Zellen ist.

"Wir können Zellpopulationen mit erhöhtem Proteingehalt, wie Tumorzellen, allein durch die Analyse weniger hundert Zellen – einem Milliardstel Liter – erkennen", erklärt der Sandia-Wissenschaftler Paul Gourley. In Laborexperimenten konnte das Gerät bereits sehr effizient zwischen Astrocyten, normalen menschlichen Gehirnzellen, und ihrer malignen Form, den Glioblastomazellen, unterscheiden. "Das Gehirn ist ein Bereich, in dem es besonders entscheidend ist, dass nicht unnötig viel gesundes Gewebe entfernt wird", sagt der Forscher.

Der Mikrokavitäten-Laser liefert viel schneller Ergebnisse als die Durchflusscytometrie, das aktuelle Standardverfahren zur Bestimmung von Krebszellen in Flüssigkeiten, da bei dieser Methode das Anfärben der Zellen nötig ist. Außerdem liegen die Kosten für die neuartige Messvorrichtung erheblich unter dem Preis eines Durchflusscytometers.

Bisher enthält der Mikrokavitäten-Laser nur einen einzigen Laserstrahl, der ausreicht, um die Messungen vorzunehmen. Allerdings könnte eine größere Anzahl an Kanälen und Lasern die Geschwindigkeit der Methode noch erhöhen. Steve Skirboll von der School of Medicine der University of New Mexico ist der Ansicht, dass "sie von großem Nutzen sein kann, besonders, wenn die Nanotechnologie noch weiter entwickelt wird."

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