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Krebsforschung

Wie riecht Krebs?

| Redakteur: Marc Platthaus

Die Fruchtfliege sitzt in dem Podest in der Mitte des Bildes. Düfte, z.B. von Krebszellen, werden von links durch den Schlauch zugegeben, der auf die Fliege gerichtet ist. Oben ist das Objektiv des Mikroskropes zu sehen, durch das Bilder von der Fliegenantenne aufgenommen werden.
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Die Fruchtfliege sitzt in dem Podest in der Mitte des Bildes. Düfte, z.B. von Krebszellen, werden von links durch den Schlauch zugegeben, der auf die Fliege gerichtet ist. Oben ist das Objektiv des Mikroskropes zu sehen, durch das Bilder von der Fliegenantenne aufgenommen werden. (Bild: Universität Konstanz)

Der Geruchssinn gehört in der Tierwelt zu den empfindlichsten Sinnen überhaupt. Auch für analytische Fragestellungen wird die „Nase“ immer häufiger eingesetzt. Wissenschaftler der Universität Konstanz haben nun erstmals Krebszellen über den Geruchssinn von Fruchtfliegen nachgewiesen.

Konstanz – In einem internationalen Kooperationsprojekt hat eine Forschergruppe um den Konstanzer Neurobiologen und Zoologen Prof. Dr. Giovanni Galizia erstmals nachweisen können, dass Fruchtfliegen über ihren Geruchssinn Krebszellen von gesunden Zellen unterscheiden können. Die Forscher der Universität Konstanz und der Universität La Sapienza in Rom, Italien, stellten dar, wie sich anhand von transgenen Drosophilae eindeutige Muster der durch die Gerüche aktivierten Duftrezeptoren zeigen. Dabei konnte nicht nur klar zwischen den gesunden Zellen und den Krebszellen unterschieden werden, sondern auch innerhalb der verschiedenen Krebszellen Gruppierungen erkannt werden.

Geruchssinn eines Lebewesens ist künstlichen Nasen überlegen

„Das Neue und Spektakuläre an diesem Ergebnis ist die Kombination aus einem objektiven, spezifischen und quantifizierbaren Laborergebnis mit der extrem hohen Sensitivität eines natürlichen Lebewesens, die durch künstliche Nasen oder Gaschromatographie nicht erreicht werden kann“, erläutert Giovanni Galizia. Um die sehr geringen Verschiebungen des Geruches von Krebszellen im Vergleich zu gesunden Zellen zu erkennen, sei der natürliche Geruchssinn besser geeignet, wie aus Versuchen mit Hunden bereits bekannt ist, deren Ergebnisse allerdings nicht objektivierbar und für eine systematische medizinische Diagnose geeignet sind.

Für die Versuchsreihe der Wissenschaftler aus Konstanz und Rom wurden die Antennen der Fliegen genutzt, an deren Rezeptorneuronen einzelne Duftmoleküle binden und so die Neuronen aktivieren. Die unterschiedlichen Duftmoleküle der jeweiligen Geruchsproben erzeugen in einem durch die Wissenschaftler entwickelten bildgebenden Verfahren verschiedene Muster von aktivierten Neuronen, welche durch eine genetische Veränderung unter dem Mikroskop bei Aktivität fluoreszieren. Im Experiment wurden fünf verschiedene Brustkrebszellinien im Vergleich zu gesunden Zellen ausgewertet und eindeutig divergente Muster erzeugt. „Da nicht nur kranke und gesunde Zellen unterschieden werden können, sondern auch Untergruppen innerhalb der Krebszellen erkennbar waren, scheinen über die Antenne der Drosophila sogar verschiedene Brustkrebszellarten differenzierbar zu sein“, erklärt Dr. Alja Lüdke, Mitarbeiterin der Forschergruppe und Wissenschaftlerin an der Universität Konstanz.

Preiswertes und effizientes Pre-Screening möglich

Die Erkenntnisse der interdisziplinären Forschergruppe von Biologen und Ingenieuren aus dem Bereich Electronic Engineering sind eine entscheidende Grundlagenarbeit für die Krebsdiagnose: „Die hohe Sensitivität der natürlichen Duftrezeptoren gepaart mit der Geschwindigkeit, mit der wir diese Testergebnisse gewinnen, könnten es ermöglichen, ein sehr preiswertes, schnelles und hocheffizientes Pre-Screening zu entwickeln, das Krebszellen möglicherweise nachweisen kann, lange bevor wir sie in den bisherigen bilddiagnostischen Verfahren erkennen können“, betont Giovanni Galizia.

Originalpublikation: Martin Strauch, Alja Lüdke, Daniel Münch, Thomas Laudes, C. Giovanni Galizia, Eugenio Martinelli, Luca Lavra, Roberto Paolesse, Alessandra Ulivieri, Alexandro Catini, Rosamaria Capuano and Corrado Di Natale: More than apples and oranges – Detecting cancer with a fruit fly's antenna (2014).

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