Laserstrahl lässt Nerven wachsen
Licht kontrolliert Wachstum der Zellen Leipzig (pte) - Eine Forschergruppe der Universität Leipzig hat eine Methode des kontrollierten Wachstums von Nervenzellen entwickelt. Die Kontrolle des neuronalen Wachstums gilt als fundamentales Ziel vieler verschiedener Forschungsgebiete. Bislang lag das Zusammenspiel von einzelnen Neuronen, das sich mitunter in einer Wahrnehmung manifestiert, im Dunkeln. Sehr gute Erfolge wurden im Gegensatz dazu in letzter Zeit bei der Erforschung des Gehirns als Gesamtkomplex sowie der Funktionsweise einzelner Nervenzellen erzielt. In Untersuchungen der Neurodynamik von kleinen, kontrollierten Netzwerken kommt der Erforschung des neuronalen Wachstums eine Schlüsselrolle zu. Bisherige Versuche, Nervenwachstum sowie Netzwerkstrukturen in einer präzisen Art und Weise zu manipulieren, waren nur bedingt von Erfolg gekrönt. Eine Forschungsgruppe um Josef Käs von der Abteilung Experimentalphysik/Physik weicher Materie hat jetzt an aktiv wachsenden Nervenzellen gezeigt, dass ein spezifisch positionierter Laserstrahl ein Wachstum in Richtung des Laserfokus hervorruft, welches in gelenktem neuronalen Wachstum sowie einer erhöhten Wachstumsgeschwindigkeit resultiert. Damit ist es der Leipziger Forschergruppe laut eigenen Angaben weltweit erstmals gelungen, den biologischen Prozess der Zellmobilität mittels Licht zu kontrollieren. Dabei steht diese Methode in scharfem Kontrast zur optischen Pinzette, welche starke optische Kräfte nutzt, um ganze Strukturen zu beeinflussen. "Dagegen eröffnen unsere Resultate neue Wege in der Kontrolle neuronalen Wachstums in vitro und in vivo mittels einer einfachen und unschädlichen Technik", resümiert der Leipziger Nachwuchswissenschaftler Timo Betz. Die Methode könnte erweitert werden, um weitere aktuelle biologische Probleme zu untersuchen wie etwa die aggressive Mobilität von Krebs, meint Betz. Die Arbeit von Käs und seiner Forschungsgruppe hat bereits mehrfach zu wissenschaftlichen "Durchbrüchen" geführt. So wurde eine neue optische Methode entwickelt, die darauf beruht, durch zwei gegenläufige Laserstrahlen einzelne lebende biologische Zellen zu deformieren und daraus ihre viskoelastische Eigenschaft mit hoher Präzision zu bestimmen. Diese Methode ist inzwischen weltweit patentiert und wird zu einem kommerziellen Produkt weiterentwickelt. Ziel ist ein neues Verfahren der Krebsfrüherkennung, insbesondere bei Gebärmutterhalskrebs.
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