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Massenspektrometrie Signale zwischen Zellen massenspektrometrisch untersuchen

| Redakteur: Dipl.-Chem. Marc Platthaus

Wie kommunizieren gesunde mit bösartigen Zellen? Forscher der Universität Tübingen entwickeln in internationalem Projekt eine Methode, die dies analysieren soll. Hierbei greifen sie auf die Massenspektrometrie zurück.

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Mikroskopische Aufnahme von menschlichen Brustkrebszellen (rot), die zusammen mit Fibroblasten aus Mäusen (grün) gezüchtet wurde. Mit dieser Kokultur aus Zellen verschiedener Spezien wurde demonstierte, wie sich anhand der CTAP-Methode zwischen Proteinen der einzelnen Zellpopulationen unterscheiden lässt.
Mikroskopische Aufnahme von menschlichen Brustkrebszellen (rot), die zusammen mit Fibroblasten aus Mäusen (grün) gezüchtet wurde. Mit dieser Kokultur aus Zellen verschiedener Spezien wurde demonstierte, wie sich anhand der CTAP-Methode zwischen Proteinen der einzelnen Zellpopulationen unterscheiden lässt.
(Bild: Nicholas Gauthier, Chris Sander, Martin Miller)

Tübingen – Forscher des „Memorial Sloan-Kettering Cancer Center“ in New York haben in Zusammenarbeit mit dem Proteome Center Tübingen (PCT) der Universität Tübingen eine neue Methode entwickelt, mit der sich die Kommunikation zwischen unterschiedlichen Zelltypen entschlüsseln lässt. Mit der Methode „CTAP“ (Cell type specific labeling using amino acid precursors) können die Wissenschaftler genau die Zelle identifizieren, in der ein bestimmtes Protein produziert wurde. Dies kann besonders für die Erforschung von Krebs ein nützliches Werkzeug sein: So könnte die Signalübertragung zwischen normalen und bösartigen Zellen untersucht werden, um die molekularen Mechanismen besser zu verstehen, durch die umliegende gesunde Zellen Einfluss auf das Wachstum eines Tumors und dessen Reaktionen auf Behandlungen nehmen.

Zellen produzieren Enzyme zur Biosynthese

Die Zellen von Wirbeltieren können nicht alle Aminosäuren selbst herstellen, die sie zum Wachsen und Weiterleben brauchen. Die neue Technik nutzt dies: Das Team um Dr. Nicholas Gauthier und Dr. Martin Miller vom Memorial Sloan-Kettering Cancer Center entwickelte Zellen, die Enzyme zur Biosynthese von Aminosäuren produzieren, welche diesen Zellen das Wachstum bei Zugabe von Vorstufen bestimmter Aminosäuren ermöglichen. Ferner zeigten die Forscher, dass die Ergänzung mit markierten Formen dieser Vorstufen mittels schweren stabilen Isotopen zum Einbau der markierten Aminosäuren in Proteine führt.

Mit Massenspektrometrie nach Zellen suchen

Dr. Boumediene Soufi und Dr. Boris Macek vom Proteome Center der Universität Tübingen entwickelten Versuche, mit denen per massenspektrometrischer Analyse nach solchen Proteinen gesucht werden konnte. So waren sie in der Lage, die Zelle zu identifizieren, aus der das abgesonderte Protein stammte. Diese Methode, die Verbindung zwischen Proteinen und spezifischen Zelltypen zu ermitteln, kann nach Ansicht der Wissenschaftler genutzt werden, um die Kommunikation zwischen Zellen zu untersuchen.

Originalpublikation: „Cell-selective labeling using amino acid precursors for proteomic studies of multicellular environments“, Nicholas P Gauthier, Boumediene Soufi, William E Walkowicz, Virginia A Pedicord, Konstantinos J Mavrakis, Boris Macek, David Y Gin, Chris Sander & Martin L Miller, Nature Methods 2013

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