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Das Online-Labormagazin
14.06.2021

16.05.2013

Welche Rolle spielen Proteine bei der Krebsentstehung? - Protein-Analyse mit zeitaufgelöster Infrarot-Spektroskopie und spektraler Histopathologie

Prof. Klaus Gerwert , Ruhr-Universität Bochum, Lehrstuhl für Biophysik



Ein Tumor entsteht nicht über Nacht. Zunehmende Veränderungen der Proteine führen zu Störungen der Proteinnetzwerke in der lebenden Zelle. Dadurch gerät die Zelle aus dem Takt und schließlich ganz außer Kontrolle. Die Veränderungen in den einzelnen Zellen führen zu unkontrollierten morphologischen Veränderungen im Verbund der Zellen im Gewebe. Diese morphologischen Veränderungen werden immer größer und münden schließlich in den Tumor. Dabei ist jeder Tumor bei jedem Menschen anders ausgeprägt. Je früher und differenzierter man den Tumor diagnostiziert, umso größer ist die Überlebenschance. Daher ist es wichtig, neue, individuell auf den jeweiligen Patienten zugeschnittene Diagnosemethoden zu etablieren, die Veränderungen der Proteine in einem möglichst frühen Stadium entdecken können.

Nahezu alle Krebs- und neurodegenerativen Erkrankungen lassen sich auf veränderte Proteine zurückführen. Daher ist es nicht nur von akademischem Interesse, Proteine und ihre Arbeitsweise im Detail zu verstehen. Ein detailliertes Verständnis wird die Diagnose und die Therapie deutlich verbessern. Mit Hilfe der in meiner Arbeitsgruppe entwickelten zeitaufgelösten FTIR-Spektroskopie kann man heute mit einer bisher unerreichten Empfindlichkeit und höchster räumlicher und zeitlicher Auflösung die Arbeitsweise der Proteine auf verschiedenen Skalen, vom isolierten Protein bis hin zur lebenden Zelle, detailliert aufklären. Der Vorteil der Methode besteht darin, dass die Proteine nicht invasiv in ihrer natürlichen Umgebung zeitaufgelöst analysiert werden können. Sie müssen weder vorbehandelt, etwa kristallisiert, noch angefärbt werden, zum Beispiel mit fluoreszierenden Sonden. Diese in der Grundlagenforschung sehr erfolgreiche Methode bringen wir derzeit in die translationale klinische Forschung ein. Sie soll eine differenzierte, vorhersagende und personalisierte Diagnose ermöglichen, die im Wesentlichen auf einer Veränderung der Proteine basiert.


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