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Winzige magnetische Kügelchen binden spezifisch an Tumorzellen.
 
Onkologie 28. Jänner 2013

Magnetperlen fischen Tumorzellen aus dem Blut

Tumorzellen können sich über den Blutkreislauf im gesamten Körper verteilen und Metastasen bilden. Oft ist die Zahl dieser zirkulierenden Tumorzellen jedoch so gering, dass herkömmliche Methoden zur Charakterisierung nicht mehr funktionieren. Ein neuer Zellseparator hilft, diesen Mangel zu beheben.

Ein entscheidender Schritt Richtung frühzeitige Krankheitserkennung kann mit einem neu entwickelten Diagnosesystems gelingen. Zirkulierende Tumorzellen aus einer Blutprobe werden separiert und stehen anschließend für die Diagnose zur Verfügung.

     

Das System besteht aus magnetisierbaren Mikro-Kügelchen (Beads) mit spezieller Oberflächenbeschichtung und einem Separationssystem auf der Basis eines ortsveränderlichen Magnetfeldes. Über eine patentierte Mischsonde gelangen die Magnetbeads in die Blutprobe und binden spezifisch an die gesuchten Tumorzellen (siehe Foto). Eine Pumpe transportiert das Magnetbead-Blut-Gemisch in die Mikrokanäle eines Silizium-Glas-Chips. Parallel zum Blutstrom fließt der Pufferstrom, der sich jedoch aufgrund der geringen Höhe der Mikrokanäle nicht mit dem Blut mischt.Unter dem Einfluss des Magnetfeldes bewegen sich die ungebundenen Magnetbeads, aber auch die gesuchten Zellen, die an die Magnetbeads gebunden sind, aus dem Blut in den Pufferstrom. Nach diesem Separationsschritt befinden sich die gesuchten Zellen im Pufferstrom. Aufgrund der besonderen Eigenschaften der Magnetbeads gelingt es auch, diese wieder rückstandsfrei von den Zellen abzulösen. Nach diesem Schritt stehen die Zellen schließlich für aussagekräftige Untersuchungen bereit.

Das neu entwickelte und patentierte Mikrofluidik-basierte Separationssystem arbeitet kontinuierlich und ist somit für beliebige Fluidmengen anwendbar. „Prinzipiell könnte das System auch therapeutisch genutzt werden“, erklärt Dr. Gunter Gastrock vom Institut für Bioprozess- und Analysenmesstechnik, Heilbad Heiligenstadt, Deutschland. „Die grundlegenden Funktionen sind so ausgelegt, dass ein kontinuierlicher Blutfluss möglich ist und der Chip parallelisiert werden kann. Nach der Blutentnahme aus dem Körper könnte die Reinigung mit dem Separationssystem erfolgen, danach würde das Blut wieder zurückgeführt.“ Man hätte also eine der Dialyse ähnliche Reinigungsprozedur, die Metastasenbildung durch zirkulierende Tumorzellen verhindern könnte. Versuche zur Optimierung in dieser Richtung sind laut Gastrock bereits im Laufen.

Entwickelt wurde das System im Rahmen des Projekts MABAZELL (Magnet-basierte Separation immunologisch relevanter Zellen aus dem Blut).

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