Ausgabe 02/2020 - Abstract 5

Sandra Pérez-Domínguez, Shruti G. Kulkarni, Carmela Rianna and Manfred Radmacher

Zusammenfassung:
Das Kraftmikroskop (AFM für Atomic Force Microcope) ist ein vielfältiges Instrument, das immer häufiger in der Biophysik, insbesondere für topographische und mechanische Untersuchungen von Zellen, verwendet wird. Hier ist besonders hervorzuheben, dass das Kraftmikroskop es erlaubt zelluläre Prozesse in physiologischen Bedingungen zu verfolgen. Zellmechanik ist eine sehr interessante, biophysikalische Kenngröße, da sie stark durch verschiedenste zelluläre Prozesse verändert wird. Beispiele hierfür sind Zellteilung, Zellbewegung, Differentiation, Altern, und auch diverse Krankheiten. Da sich bei diversen Krankheiten, Krebs ist hier nur ein prominentes Beispiel, die mechanischen Eigenschaften ändern, hat sich das Konzept des mechanischen Fingerabdrucks entwickelt, also die Idee damit zwischen gesunden und kranken Zellen zu unterscheiden. Wir geben in diesem Artikel einen Überblick über Studien der Zellmechanik mit dem Kraftmikroskop. Zunächst werden wir in die Technik des Kraftmikroskops und einfache Betriebsmodi, etwa zur Abbildung, berichten, um dann über Anwendungen in der zellulären Biophysik zu berichten. Gerade bei Krebszellen hat sich gezeigt, dass man mit Hilfe der Zellmechanik nicht nur zwischen benign und malign, sondern sogar den Grad der Malignizität bestimmen kann. Dieses Beispiel zeigt sehr eindrücklich, dass das Studium der mechanischen Eigenschaften von Zellen und Geweben bereits jetzt hilft Zellen und deren Zustand zu charakterisieren. Das Konzept des mechanischen Fingerabdrucks könnte vielfältige Anwendungen in der Biomedizin und in der medizinischen Diagnostik finden.

Keywords: Atomic Force Microscope; biophysics; cancer; disease