Die Entwicklung von Tumorstrukturen – vielfarbig, zell- und mikrometergenau

Mit Hilfe eines modernen Multispektral-Fluoreszenz-Scanners kann die Pathologie am Universitätsklinikum Jena anhand von Mehrfachfärbungen in Gewebeproben Mechanismen der Tumorentstehung und –therapie untersuchen. Das Gerät wurde vom Freistaat Thüringen mit Mitteln aus dem EFRE-Fonds gefördert.

Welche Proteine sind aktiviert, wenn sich eine Hautzelle in eine wandernde Krebszelle umwandelt, über welche Moleküle kommunizieren Tumorzellen mit ihrer unmittelbaren Umgebung, welche Botenstoffe beeinflussen das Immunsystem und wie kann man diese als Marker für die Früherkennung oder für die Verbesserung der Therapie einer Krebserkrankung nutzen? Die Beantwortung solcher Fragen nehmen Forscher und Forscherinnen am Universitätsklinikum Jena nun auch mit Hilfe eines Multispektral-Fluoreszenz-Scanners in Angriff. Die erstmals in Jena zur Verfügung stehende Multiplex-Immunfluoreszenz-Markierungs- und Bildgebungstechnik ermöglicht die vielfache molekülspezifische Färbung des Gewebes mit Immunfluoreszenzfarbstoffen in einer einzelnen Probe, die ortsgenaue Proteinanalyse im Zell- und Mikrometerbereich und eine KI-basierte Zuordnung zueinander und zu Gewebekompartimenten für quantitative Auswertungen. „Mit den neuen Möglichkeiten werden wir vor allem unsere tumorbiologische Grundlagenforschung vorantreiben können, aber auch in translationalen Projekten mit klinischem Material wird die Technik zum Einsatz kommen“, betont Prof. Dr. Nikolaus Gaßler (M.A.), Leiter der Sektion Pathologie, die das neue System betreut. Die Geräteanschaffung wurde vom Freistaat Thüringen mit über 300.000 Euro aus dem Europäischen Fonds für Regionale Entwicklung gefördert. 

Nach einer pandemiebedingten Verzögerung der Inbetriebnahme und der Einarbeitung in die aufwändige Probenpräparation nutzt das Forschungsteam der Pathologie das System in aktuellen Forschungsprojekten. „Unser Interesse gilt den molekularen Mechanismen der Tumorentstehung in Darm und Leber“ so der Biologe apl. Prof. Dr. Alexander Berndt. „Die Multiplex-Bildgebung ermöglicht es uns, für daran beteiligte Entzündungs- und Stoffwechselprozesse örtlich aufgelöste Proteinprofile zu erstellen. Das macht es möglich, typische Muster zu erkennen, wie ein Tumor das umliegende Gewebe infiltriert und wie er mit den Zellen dort kommuniziert.“ Das Forschungsteam arbeitet vor allem mit formalinfixierten und in Paraffin eingebetteten Proben; die Eigenfluoreszenz dieser Hilfsstoffe kann das neue Gerät effektiv herausfiltern. Seine Multiplex-Imaging-Expertise bietet das Team auch anderen Arbeitsgruppen für Kooperationsprojekte an. Gemeinsam mit dem Plazentalabor der Klinik für Geburtsmedizin untersucht es beispielsweise Alterungsprozesse im Plazentagewebe, eine Kooperation mit der Klinik für Urologie zur Untersuchung von Blasentumoren steht in den Startlöchern.