Schädlich oder nützlich? Körpereigene Oxidantien exakter analysieren

Ernährung, körperliche Aktivität, Infektionen, Krebs und möglicherweise auch das Altern: All dies kann sich auf den Oxidationszustand von Zellen und Geweben auswirken. Um krankheitsrelevante Veränderungen im Oxidationszustand der Zellen besser analysieren zu können, entwickelten Wissenschaftler im Deutschen Krebsforschungszentrum zwei neue biologische Messsysteme.

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DKFZ Deutsches Krebs- forschungszentrum Heidelberg

Heidelberg – Mit dem einen Verfahren lassen sich erstmals Unterschiede und Änderungen zellulärer Oxidationszustände auf Gewebeschnitten sichtbar machen. Der andere neu entwickelte Biosensor ist so empfindlich, dass er die Echtzeit-Messung kleinster oxidativer Schwankungen im Stoffwechsel erlaubt.

Irrtümer und Mythen um Oxidantien und Antioxidantien aufklären

Viele Irrtümer und Mythen ranken sich um die Rolle von Oxidantien und Antioxidantien im menschlichen Körper. Traditionell werden Oxidantien als schädlich und Antioxidantien als gesundheitsfördernd dargestellt. Doch schon seit vielen Jahren wissen Forscher, dass körpereigene Oxidantien als essentielle Botenstoffe mithelfen, die Funktionen des Organismus aufrechtzuerhalten.

„Ob Oxidantien die Gesundheit fördern oder beeinträchtigen, ist stark abhängig von ihrer Art und Menge, insbesondere aber auch von ihrer genauen räumlichen wie zeitlichen Verteilung im Körper“, sagt der Zellbiologe Tobias Dick vom Deutschen Krebsforschungszentrum. „Deshalb interessiert uns, welche Zellen und Gewebe im Kontext des gesamten Organismus in welcher Situation und wie lange welche Oxidantien produzieren.“

Leuchtende Biosensoren für die Erforschung körpereigener Oxidantien

Ein wichtiger Schritt, um die körpereigenen Oxidantien zu erforschen, war die Entwicklung von leuchtenden Biosensoren, die der Arbeitsgruppe von Tobias Dick bereits vor einigen Jahren gelungen war. Die Baupläne dieser Sensoren lassen sich in das Erbgut von Versuchstieren einsetzen. Durch Lichtsignale zeigen die Sensoren die Anwesenheit ganz bestimmter Oxidantien an, in Echtzeit und auf die einzelne Zelle genau.

Da Lichtsignale im Gewebe aber schon auf kurze Distanz verschluckt werden, konzentrierte sich die Anwendung solcher Sensoren bisher auf kleine oder durchsichtige Organismen. Besonders gut anwendbar sind sie beispielsweise in Fruchtfliegen oder Zebrafischen, weniger gut dagegen bei der in der medizinischen Forschung wichtigen Maus. Der Maus Gewebe zu entnehmen und dann zu untersuchen, war bislang auch keine Alternative, da es außerhalb des Organismus schnell seinen natürlichen Zustand verliert.

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