Ärzte Zeitung online, 28.07.2017

Neues Forschungszentrum

Forscher wollen Krankheiten physikalisch verstehen

Werden Zellen bei Krankheit elastischer, wie breiten sie sich aus? In Erlangen rücken die physikalischen Aspekte von Entzündungen und Tumoren in den Fokus.

ERLANGEN. In Erlangen ist ein interdisziplinäres Zentrum für Physik und Medizin gegründet worden. Es soll physikalische Aspekte von Krankheiten erforschen. Beteiligt sind das Universitätsklinikum Erlangen, das Max-Planck-Institut für die Physik des Lichts und die Friedrich-Alexander-Universität Erlangen.

Am Zentrum wird der neue Lehrstuhl für Medizinische Physik angesiedelt, zudem weitere Lehrstühle und mehrere Forschungsgruppen. Bayerns Landesregierung fördert das Vorhaben mit 60 Millionen Euro.

Die Initiatoren versprechen sich insbesondere Erkenntnisse über physikalische Abläufe bei Entzündungen. Zellen von Tumoren oder Entzündungsregionen bewegen sich beispielsweise besonders effizient und verbreiten so die Krankheit. Wie ihnen das im dichten Zellverband der Umgebung gelingt, ist unklar.

Forscher vermuten, dass dabei mechanische Eigenschaften wie die Elastizität der Zellen wesentlich sind. Sie verändern sich bei Krankheiten. Wäre es möglich, diese Zelleigenschaften therapeutisch anzupassen, könnte das die Ausbreitung der Krankheit aufhalten. Forscher sprechen hier von einer Biomechanik der Entzündungen.

Wenig beachtete Prozesse im Blick

Genauer analysiert werden sollen nun die bisher wenig beachteten Prozesse in Zellzwischenräumen und größeren Zellverbänden. Diese Perspektive soll die der Biochemie ergänzen, bei der vor allem Proteine und Einzelzellen im Vordergrund stehen.

Zunächst müssen die Wissenschaftler neue Messmethoden entwickeln. Besonders Messungen in Zellzwischenräumen sind bisher oft kaum oder nicht möglich. Das betrifft physikalische Eigenschaften wie Temperatur, Kräfte oder Beweglichkeit von Zellen. Es gilt jedoch auch für chemische Merkmale wie pH-Wert, Salzgehalt oder die Konzentration freier Radikaler.

Selbst biologische Größen wie Sauerstoffkonzentration oder Aminosäuren können bis jetzt nur schwer gemessen werden. Um Abhilfe zu schaffen, setzen Forscher derzeit vor allem auf die Weiterentwicklung von optischen Verfahren für Sensing und Bildgebung. Sie gelten vor allem wegen ihrer hohen zeitlichen und räumlichen Auflösung als vielsprechende Messmethoden. (cmb)

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