News • Mikrostruktur-Analyse
Schmetterlingsflügel helfen bei der Krebs-Diagnostik
Morpho-Falter, deren Flügel blau erscheinen, ohne dass auch nur ein einziges Blau-Pigment darauf zu finden ist, sollen künftig eine wichtige Rolle bei der Krebsdiagnose spielen.
Bildquelle: Derkarts, Blue Morpho, CC BY-SA 3.0
Die Wissenschaftler veröffentlichten ihre Erkenntnisse im Fachjournal Advanced Materials.
Paula Kirya von der University of California San Diego nutzt das physikalische Phänomen, das die Farbe "Blau" vorgaukelt, um den Grad von Fibrose in Biopsien zu bestimmen. Gemeint sind Proben, die dem Körper entnommen werden, um Krebs nachzuweisen. Fibrosen sind krankhafte Organ- oder Gewebeverhärtungen, die Indizien für Leberzirrhose und Krebs sind.
Bildquelle: UCSD
In der Onkologie kann die Beurteilung des Fibrose-Ausmaßes in einer Biopsieprobe helfen festzustellen, ob sich der Krebs eines Patienten in einem frühen oder fortgeschrittenen Stadium befindet. Das ist wichtig für die Wahl der Therapie. "Mit den derzeitigen klinischen Methoden ist es äußerst schwierig, zwischen diesen Stadien zu unterscheiden", so Lisa Poulikakos, die Kirya betreut.
Diese Methoden beruhen auf der Einfärbung der Probe, um wichtige Strukturen in der Tumorbiopsie hervorzuheben, doch ein Pathologe kann eine Probe anders interpretieren als ein anderer. Fortschrittlichere bildgebende Verfahren liefern zwar objektive Ergebnisse, erfordern aber teure Geräte, über die viele Kliniken nicht verfügen.
Hier kommt der Morpho-Schmetterling ins Spiel. Poulikakos und ihr Team haben ermittelt, dass sie durch Auflegen einer Biopsieprobe auf einen Morpho-Schmetterlingsflügel und Betrachtung unter einem Standardmikroskop beurteilen können, ob die Struktur eines Tumors auf ein Früh- oder Spätstadium von Krebs hindeutet. "Für dieses Verfahren genügen Standard-Lichtmikroskope, die in jeder Klinik vorhanden sind. Und es ist objektiver als das, was derzeit verfügbar ist", sagt Poulikakos.
Bildquelle: UC San Diego Jacobs School of Engineering; Foto: David Baillot
Die Blaufärbung der Flügel von Morpho-Faltern beruht auf der Nanostruktur der Flügel, die Licht jeder Farbe entsprechend umwandelt. Diese Struktur reagiert auch stark auf polarisiertes Licht, das sich in einer bestimmten Richtung ausbreitet. Kollagenfasern, die ein wichtiger struktureller Bestandteil von fibrotischem Gewebe sind, interagieren ebenfalls mit polarisiertem Licht, aber die Signale sind schwach.
Indem die Forscher eine Biopsieprobe über ein Stück eines Morpho-Schmetterlingsflügels gelegt haben, verstärkten sie diese Signale und erleichterten so die Analyse der Dichte und Anordnung der Kollagenfasern. Die Forscher werden allerdings nicht darum herumkommen, den Morpho-Flügel mit technischen Mitteln nachzubauen. Zum einen leben die Falter nur in den südamerikanischen Regenwäldern, zum anderen sind sie selten, sodass sie sich für die Krebsdiagnose kaum nutzen lassen.
Quelle: University of California San Diego; story by Liezel Labios/pressetext
26.02.2025
