Minilabor für die Krebsdiagnose

Mit Hilfe von Mikrochips können sie im Labor feststellen, ob Tumorzellen eines Patienten auf ein Medikament reagieren. In Zukunft könnte der Chip dabei helfen, innerhalb kurzer Zeit das wirksamste Medikament für jeden einzelnen Patienten zu bestimmen.

Die Chips sitzen in kleinen Mulden so genannter Mikrotiterplatten und werden mit Tumorzellen eines Patienten bedeckt. Ein Roboter wechselt im Abstand weniger Minuten die Nährflüssigkeit in jeder Mulde mit Chip. Die Mikrosensoren auf dem Chip ermitteln unter anderem Änderungen beim Säuregehalt des Mediums und Sauerstoffverbrauch der Zellen, ein unter der Mikrotiterplatte angebrachtes Mikroskop nimmt zusätzlich Bilder auf. Alle Daten laufen in einem angeschlossenen Computer zusammen, der damit eine Übersicht über die Stoffwechselaktivitäten der Tumorzellen und ihrer Vitalität liefert.

Roboter und Mikrotiterplatte befinden sich in einer Klimakammer, die mit exakt geregelter Temperatur und Luftfeuchtigkeit eine dem menschlichen Körper ähnliche Umgebung schafft und die Tumorzellen vor äußeren Einflüssen schützt, welche die Untersuchungsergebnisse verfälschen könnten.

Nachdem sich die Tumorzellen einige Stunden lang ungestört teilen konnten, trägt der Roboter einen Krebswirkstoff auf. Nimmt ihre Stoffwechselaktivität in den folgenden ein bis zwei Tagen ab, konnte der Wirkstoff die Tumorzellen abtöten: Das Medikament wirkt. 24 Wirkstoffe oder Wirkstoffkombinationen können auf diese Weise mit den Mikrochips gleichzeitig untersucht werden.

Dabei spielt nicht nur der Zeitgewinn für die Patienten eine Rolle. Dr. Helmut Grothe, Wissenschaftler am Heinz Nixdorf-Lehrstuhl der TUM erklärt: "Manchmal führt die Therapie mit einem nicht wirksamen Krebsmedikament beim Patienten zu Resistenzen gegenüber anderen Medikamenten." Auch solche Resistenzen der Tumorzellen lassen sich mit dem Sensorchip frühzeitig feststellen.

Ein weiterer Vorteil des Systems besteht in der Automatisierung: Der Roboter arbeitet präziser und schneller, als es einem Menschen möglich wäre, und liefert so Ergebnisse innerhalb kurzer Zeit, was wiederum Kosten spart.

MEDICA.de; Quelle: Technische Universität München