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In einer faszinierenden Studie haben Forscherinnen und Forscher der Empa lebende rote Blutzellen dabei beobachtet, wie sie sich in sogenannte "Stechapfelzellen" verwandeln, wenn sie mit hohen Konzentrationen des Medikaments Ibuprofen behandelt werden. Durch den Einsatz holotomographischer Mikroskopie gelang es ihnen, die Veränderungen der roten Blutkörperchen in Echtzeit zu messen und in beeindruckenden 3D-Darstellungen festzuhalten.
Blut ist ein faszinierender "Saft", wie bereits Goethe feststellte, und moderne Bildgebungstechnologien ermöglichen es uns, seine Geheimnisse zu entschlüsseln. Eine seiner bemerkenswertesten Bestandteile sind die Erythrozyten, die in der Blutbahn den Sauerstofftransport übernehmen. Diese Zellen können ihre Form verändern, um durch die engsten Äderchen zu gelangen und den Körper mit Sauerstoff zu versorgen.
Bestimmte Veränderungen der Erythrozyten treten jedoch als Reaktion auf spezifische Umweltbedingungen auf. Zum Beispiel können sich "Stechapfelzellen" mit zugespitzten Ausläufern bilden, wenn der Körper Verbrennungen erleidet, Leberschäden hat oder mit bestimmten Medikamenten in Kontakt kommt. Die Empa-Forschenden konnten nun mittels holotomographischer Mikroskopie beobachten, wie rote Blutkörperchen unter dem Einfluss von Ibuprofen diese charakteristische Verwandlung durchlaufen.
Talia Bergaglio und Peter Nirmalraj vom Labor für "Transport at Nanoscale Interfaces" in Dübendorf haben lebende rote Blutkörperchen mit Ibuprofen behandelt und ihre Verformung in Echtzeit verfolgt. Die holotomographische Mikroskopie, ähnlich einer Computertomographie, ermöglichte hochauflösende, berührungslose Aufnahmen, die in 3D-Renderings umgesetzt wurden. Diese innovative Technologie eignet sich besonders gut für biologische Proben wie Blutzellen, da sie detaillierte Einblicke ohne Marker ermöglicht.
Rote Blutkörperchen dienen als ideales Modellsystem, um die Wechselwirkungen verschiedener Arzneimittel mit Zellmembranen zu untersuchen, da sie im Wesentlichen leere Membranhüllen sind. "Daher lassen sich mit unserem bildgebenden Verfahren die Wechselwirkungen einer Vielzahl von Arzneimittelmolekülen mit der Zellmembran besonders gut an roten Blutkörperchen untersuchen", erklärt Empa-Forscher Nirmalraj.
Diese bahnbrechende Forschung könnte dazu beitragen, ein tieferes Verständnis für die Wirkungsweise von Medikamenten im Körper zu entwickeln und möglicherweise neue Wege für die Behandlung von Krankheiten zu eröffnen.
Herausgeber:
Eidg. Materialprüfungs- und Forschungsanstalt
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