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Jürschick, Johannes –

Jürschick, Johannes – Chemotaxis in µ-Slides mit 3-dimensionalen Gelmatrizes 4.2.1. HT-1080 Zellen in Gelmatrizes .......................................................................... 52 4.2.1.1. Chemotaxis in Collagen I Matrizes: ........................................................... 52 4.2.1.3. Chemotaxis in synthetischen Gelmatrizes .................................................. 55 4.2.2. HL-60 Zellen in Gelmatrizes ............................................................................. 58 4.2.3. Migrationsanalyse durch Aktinfärbung mit LifeAct-tag GFP2/RFP ................. 63 5. Diskussion und Ausblick .................................................................................................. 65 5.1. Bewertung der Ergebnisse ......................................................................................... 65 5.1.1. Diffusionsmessungen ......................................................................................... 65 5.1.2. Chemotaxis-experimente mit HT-1080 und HL-60 Zellen ................................ 66 5.2 Weiterführende Ansätze ............................................................................................. 72 6. Zusammenfassung ............................................................................................................ 73 7. Abbildungsverzeichnis: .................................................................................................... 74 8. Tabellenverzeichnis .......................................................................................................... 78 9. Abkürzungsverzeichnis .................................................................................................... 79 10. Anhang ......................................................................................................................... 80 11. Literaturverzeichnis ...................................................................................................... 88 Selbstständigkeitserklärung ...................................................................................................... 91 1.Einleitung und Motivation 5

Jürschick, Johannes – Chemotaxis in µ-Slides mit 3-dimensionalen Gelmatrizes 1. Einleitung und Motivation 1.1. Geschichte und Bedeutung der Chemotaxisforschung Erste Beobachtungen und Erkenntnisse bezüglich der Fortbewegung zellulärer Organismen wurden schon während der Entwicklung von Mikroskopen im 17. Jahrhundert durch den niederländischen Mikroskopbauer und Naturforscher Antoni van Leeuwenhoek gewonnen. In seinen Studien beobachtete er Bakterien und Protozoen, sowie menschliche und tierische Spermatozoen. Erheblich später, vor ungefähr 130 Jahren, befasste sich die Wissenschaft, vertreten durch die beiden deutschen Forscher Theodor Wilhelm Engelmann und Wilhelm Pfeffer erstmals gezielt und eingehender mit der Chemotaxis von Bakterien. Ihre Studien eröffneten den Zugang zu einem neuen Forschungsgebiet, das in den folgenden Jahre wichtige Erkenntnisse vor allem im Bereich der Medizin ermöglichte. Heute ist bekannt, dass Chemotaxis im menschlichen Körper unter Anderem wichtige Stufen der embryonalen Entwicklung beeinflusst [Singer & Kupfer, 1987], die Bekämpfung einer Infektion durch das Immunsystem koordiniert und eine entscheidende Rolle bei der Verbreitung und Versorgung bösartiger Tumore spielt [Schiffmann , 1982] [Downey, 1994]. Die Forschungsarbeit auf dem Gebiet der Chemotaxis stellt inzwischen eine der wichtigsten Datensammlungen dar, um neue Therapieansätze zur Bekämpfung von malignen Tumoren oder bakteriellen Infektionen zu entwickeln. Es sollte diesbezüglich also nicht verwundern, dass inzwischen verschiedenste Ansätze zur detaillierten Beobachtung chemotaktischer aktiver Zellen und deren Reaktion auf negative oder positive Stimuli in der Forschung etabliert sind. Bevor die wichtigsten unter ihnen kurz vorgestellt werden, gilt es aber zuerst einen kurzen Blick auf die Bewegungsmechanismen von Zellen zu werfen. 1.Einleitung und Motivation 6

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