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Special: Zellbiologie / Zellanalytik
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verknüpfen kann“ resümiert Endl,
„doch wenn einer der Schritte fehlerhaft
ist, habe ich ein Problem.“ Umso wichtiger,
dass man neben den Möglichkeiten
der Zytometrie und Zellsortierung auch
die Tücken kennt. Hier hinkt derzeit die
Ausbildung der angehenden Forscher dem
technischen Fortschritt hinterher, glaubt
Endl. „Was vor fünf Jahren noch aktuell
war, würden wir den Leuten heute so nicht
mehr beibringen“, stellt er fest, „die klassische
Lehre an den Universitäten kann da
einfach nicht mithalten.“
So wundert es nicht, dass sich Endl für
den Aufbau eines deutschen Netzwerks für
Durchflusszytometrie einsetzt. Er wünscht
sich einen besseren Austausch innerhalb
der Community, und dass man für Forscher
und Mediziner jenseits der Zytometrie
leichter auffindbar ist. Dabei denkt er
etwa an Postdocs, die sich in ihrem Labor
an einer Zellsortierung die Zähne ausbeißen
und nach Lösungen suchen, oder an
die Universität, die dabei ist, ihre eigene
Core Facility zur Zytometrie aufzubauen.
„Überlegen Sie mal, wie viel Zeit deutschlandweit
verloren geht, weil sich unterschiedliche
Leute immer wieder dieselben
Gedanken machen“, ärgert sich Endl. Einen
Anfang hat er gemacht, indem er eine Liste
zytometrischer Großzentren zusammengestellt
hat (www.dgfz.org/?page_id=3377).
„Die Namen der Leute habe ich selber per
Google gesucht und zusammengetragen.“
Für die Zukunft wünscht er sich eine Plattform,
in der jedes Labor einen eigenen
Account einrichtet und die Kontaktdaten
aktuell hält – eine Art soziales Netzwerk für
Zytometriker. Im Privaten seien solche Angebote
schließlich auch selbstverständlich.
Soziales Netzwerk für Zytometriker
Zum einen könnten sich über solch
eine Plattform Zytometriker untereinander
austauschen, zum anderen fänden Wissenschaftler
und Mediziner dort schnell
und unkompliziert eine geeignete Core
Facility, die sie bei ihren Experimenten
unterstützt. Endl betont an dieser Stelle,
dass ein Zytometrie­Zentrum mehr sei als
ein Dienstleister. „Wir in Bonn besprechen
mit den Leuten die Versuche und betreuen
sie auch bei der Auswertung.“ Und nicht
zuletzt erhofft sich Endl von einem Zytometrie­Netzwerk,
dass man auch gemeinsame
Standards für die Ausbildung abstimmen
kann und besser gehört wird, wenn man
mit einer Stimme spricht.
Interessant wäre noch zu wissen, wie
sich Endl das ideale Durchflusszytometer
vorstellt. Wird der Trend zu immer mehr
Lasern mit immer mehr Detektoren gehen,
oder gibt es auch einfachere Wege?
Schließlich genügen dem menschlichen
Auge ja auch nur drei „Detektoren“, um
unzählige Farben und Farbmischungen
erkennen zu können. Endl stimmt zu und
sagt mit einem Augenzwinkern: „ Am besten
hätte man auf der einen Seite weißes
Licht zum Anregen, und auf der anderen
Seite etwas, das so gut funktioniert wie das
Auge – und zwar in der Größe eines iPhones
und für 800 Euro!“ Bis dahin werde es aber
wohl noch etwas dauern, bremst Endl die
Erwartungen. „So weit sind die Maschinen
noch lange nicht.“
Mario reMbold
Zytometrie: FACS und Co.
Die durch die Düse gehen
„Damals wusste ich noch nicht mal, was ‚FACS’ überhaupt
ist“, schreibt uns ein Biologe, der in seinem Institut mittlerweile
alles rund um die Zellsortierung koordiniert. Diese Rückmeldung
wollen wir zum Anlass für einen kurzen Überblick nehmen.
FACS steht für fluorescence-activated cell sorting. Allerdings
ist nicht jedes Durchflusszytometer
ein FACS, denn FACS ist ein
geschütztes Warenzeichen der
BD Biosciences. Trotzdem fällt
der Begriff mehr oder weniger
synonym für die Zellsortierung im
Allgemeinen. Ein bisschen also wie
die Sache mit dem ‚Walkman’.
Gereiht im dünnen Strahl
Wie funktioniert das Ganze?
Zunächst gibt man eine Zellsuspension
ins Durchflusszytometer. Die
Suspension fokussiert sich in einer
Düse, heraus kommt ein dünner
Strahl, in dem sich die Zellen
ordentlich hintereinander aufreihen
und einzeln durch die Messvorrichtung laufen. Im FACS
werden sie dabei von einem Laser getroffen. Jedes Mal, wenn
ein Partikel durch den Laser wandert, streut das Licht und trifft
auf Detektoren. Je größer ein Partikel, desto stärker die Streuung
nach vorn. Je zerfurchter und komplexer strukturiert ein
Partikel, desto mehr streut er Licht zur Seite hin. Auf diese Weise
kann man beispielsweise Granulozyten leicht identifizieren.
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Mit Hilfe fluoreszierender Antikörper oder mit Fusionsproteinen
wie GFP lassen sich verschiedene Zelltypen oder Zellen
mit besonderen Eigenschaften spezifisch markieren. Auch Mehrfachfärbungen
sind möglich, sofern man die Emissions­Wellenlängen
der unterschiedlichen Fluorophore auseinanderhalten
kann. Angeregt vom Laser strahlt die Zelle
dann in einer oder mehreren Farben.
Zur Darstellung zytometrischer Daten
haben sich Dot Plots etabliert – zweidimensionale
Diagramme mit einem
Parameter auf der X­ und einem auf der
Y­Achse. Jeder Punkt darin repräsentiert
einen erfassten Partikel (im Idealfall eine
Zelle). Plottet man beispielsweise nach
Vorwärts­ und Seitwärts­Streuung, so bilden
Immunzellen darin unterschiedliche
Populationen – je nach Zellgröße und
Granularität. Eine dieser Populationen
kann man nun auswählen und darin in
einem neuen Dot Plot nach Unterpopulationen
suchen; etwa nach Zellen, die
sowohl rot als auch grün fluoreszieren.
FACS dient nicht nur der Zytometrie,
sondern wie der Name sagt, auch dem Sortieren von Zellen.
Laufen die Zellen nämlich durch die Düse, in der sie sich hintereinander
aufreihen, landet idealerweise jede von ihnen in
einem eigenen Wassertropfen (tatsächlich entstehen dabei auch
viele leere Wassertropfen, die aber vom Gerät ignoriert werden;
wichtig ist, dass möglichst wenige Tropfen mehr als eine Zelle
enthalten). Jetzt kann man nach bestimmten Eigenschaften
Illustr.: Penn State Univ.
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11/2015 Laborjournal