Wassergehalt lebender Zellen exakt bestimmbar

Durstige Zellen unter strenger
Beobachtung; © RUB

"Die Methode bringt die Medizin ihrem Traum, den Wassergehalt von Zellen optimal einstellen zu können, einen großen Schritt näher", so Prof. Dr. Martina Havenith-Newen, Chemikerin der Ruhr-Universität Bochum (RUB).

Funktioniert die Zelle aufgrund von zuviel oder zuwenig Wasser nicht mehr richtig, kann der gestörte Wasserhaushalt zu verschiedenen Krankheiten wie beispielsweise Mukoviszidose führen. Verschiedene Wirkstoffe beeinflussen den Wert - allerdings ließ sich ihr Effekt bislang nicht genau bestimmen.

Mediziner mussten beispielsweise darauf zurückgreifen, eine ganze Leber vor und nach der Beeinflussung durch einen Wirkstoff zu wiegen, um so auf den Wassergehalt der Zellen rückzuschließen. Den Aussagen der RUB-Forscher zufolge sei dies jetzt auf Einzelzellniveau möglich.

"Jedes Molekül kann Energien aufnehmen und wieder abgeben. Diese Energien unterscheiden sich von Molekül zu Molekül, so wie sich der menschliche Fingerabdruck von Mensch zu Mensch unterscheide", erklärt Prof. Havenith-Newen. Die Forscher sprechen daher von einem chemischen Fingerabdruck.

Anhand der Stärke des Fingerabdrucks der Wassermoleküle in einer einzelnen, lebenden Zelle generiert das Mikroskop ein Bild der Zelle mit ihrem aktuellen Wassergehalt. Gibt man winzige Mengen eines Medikaments wie hinzu, kann man die Zelle in Echtzeit beim Anschwellen (beispielsweise bei Insulinzugabe) oder Schrumpfen durch die Aufnahme oder Abgabe von Wasser aus der umgebenden Pufferlösung beobachten, so die Wissenschaftler.

"Diese Methode ist äußerst reizvoll, weil wir nur minimale Dosen von Wirkstoffen brauchen, um ihren Effekt zu beobachten", so Prof. Havenith-Newen. "Ein weiterer Vorteil unserer Methode ist, dass im Gegensatz zu den üblichen Methoden ein Anfärben bestimmter Zellbestandteile, das eventuell die Funktion der Zelle verändern könnte, nicht mehr nötig ist."

MEDICA.de; Quelle: Ruhr-Universität Bochum