Zellen beim Wandern zusehen

08.10.2009 - Deutschland

Wie die Fortbewegungsmaschinerie von Zellen im menschlichen Körper zeitlich und räumlich funktioniert, können neueste Bilddaten zeigen, die Professorin Perihan Nalbant von der Universität Duisburg-Essen (UDE) für die jüngste Ausgabe der Zeitschrift Nature zur Verfügung gestellt hat.

Viele Zellen im menschlichen Körper sind mobil. Immunzellen bewegen sich beispielsweise zielgerichtet auf Krankheitserreger zu, um sie zu vernichten. Auch bei Verletzungen machen sich körpereigene Zellen auf den Weg, um das betroffene Gewebe zu erneuern.

Wie organisiert die Zelle ihr Fortkommen?

Erfolgreiche Forschung von Prof. Dr. Rudolf Kessler im BMBF-Projekt "Nanozell"

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Die Bewegung einer Zelle innerhalb eines Organismus ist ein komplexer Prozess an dem das zelleigene Skelett, das sogenannte Zytoskelett, maßgeblich beteiligt ist. Aber woher weiß die Zelle, welchen Weg sie gehen muss und wie organisiert sie ihr Fortkommen? Juniorprofessorin Perihan Nalbant am Zentrum für Medizinische Biotechnologie (ZMB) der UDE erforscht die molekulare Maschinerie, die im Zusammenspiel mit dem Zytoskelett die Fortbewegung der Zelle ermöglicht.

Die Zellbewegung läuft dabei grundsätzlich in zwei Phasen ab: Die Zelle streckt zunächst einige Fortsätze aus, von denen sich viele wieder zurückbilden. Einige wenige Fortsätze werden jedoch stabilisiert und verankern fest mit dem Substrat, wodurch die Bewegungsrichtung vorgegeben wird. In der zweiten Phase wird der gesamte restliche Zellkörper in die Richtung der stabilisierten Fortsätze gezogen, wodurch eine effektive Nettobewegung erreicht wird.

Bewegung für das menschliche Auge sichtbar machen

Eine besondere Herausforderung ist es, die Prozesse, die bei der Zellbewegung ablaufen, für das menschliche Auge sichtbar zu machen. Dank der konfokalen Lasermikroskopie und verbesserten Verfahren zur Markierung von Proteinen ist es heute möglich, die Moleküle, die beispielsweise das Ausbilden der Zellfortsätze fördern und stabilisieren, in lebenden Zellen bei ihrer Arbeit zu beobachten.

Wie wichtig das Verständnis dieser Prozesse ist, wird deutlich, wenn diese außer Kontrolle geraten. Erst durch die Aktivierung der Migrationsmaschinerie sind Tumorzellen in der Lage, aus ihrer angestammten Umgebung auszubrechen, über das Blutgefäßsystem in andere Gewebe einzudringen und auf diese Weise die gefürchteten Metastasen zu bilden.

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