Stomatopoda: Ein Krebs hilft, den Krebs zu finden

1. Dezember 2016
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Je früher ein Tumor erkannt wird, desto wahrscheinlicher der Erfolg einer Krebstherapie. Hier kommen die Augen des Fangschreckenkrebses ins Spiel: Sie inspirierten Forscher zu einer neuen Kameratechnologie, die eine Früherkennung sowie präzisere Eingriffe ermöglichen soll.

Gezielt Auffälligkeiten identifizieren und damit die Krebstherapie verbessern – das versuchen Forscher der University of Illinois at Urbana-Champaign (UIUC) mithilfe einer neuen Kameratechnik. Inspiriert wurden die Wissenschaftler dabei von den Augen des Fangschreckenkrebses. Sein besonders gutes Sehvermögen wurde bereits im Jahr 2014 von australischen Forschern erkannt. Nun sollen die Augen der Krustentiere als Vorbild für eine Kamera diennen, die dann in der Krebstherapie zum Einsatz kommt.

So funktionieren die Super-Augen

Trifft Sonnenlicht auf die Erde ist es unpolarisiert, „[…] ein Durcheinander von Wellenlängen. Das Licht schwingt in beliebige Richtungen“, wie Elliott Kennern vom National Public Radio (NPR) berichtet. Das menschliche Auge kann den Unterschied von polarisiertem und unpolarisiertem Licht allerdings nicht wahrnehmen.

Es gibt jedoch Lebewesen, die dazu sehr wohl in der Lage sind. Zu ihnen gehört neben anderen Gliederfüßern (Arthropoda) auch der Fangschreckenkrebs. Die Krustentiere haben viele kleine Einzelaugen (Ommatidien), die sich, ähnlich wie bei Fliegen und Schmetterlingen, zu einem Facettenauge zusammensetzen.

Sehvermögen von Fangschreckenkrebs nutzen

Das Forscherteam um Viktor Gruev aus Illinois fand nun heraus, dass schnell wachsende Krebszellen Licht anders reflektieren als gesundes Gewebe. Daran könnte man Auffälligkeiten bereits im frühen Krebsstadium erkennen, noch lange bevor andere Symptome auftreten – wenn man ein Fangschreckenkrebs ist.

Forscher arbeiten deshalb an einer Kameratechnologie, die dem Sehvermögen des Tiers nachempfunden ist. Gruev: „Das Betrachten der Natur kann uns dabei helfen, bessere und empfindlichere bildgebende Verfahren zu entwickeln“.

Die entwickelte Kamera soll nicht nur in der Lage sein, Polarisationsmuster auf der Oberfläche menschlicher und tierischer Gewebe zu ermitteln. Sie ist außerdem klein genug, um in der Endoskopie oder der Koloskopie eingesetzt zu werden.

Polarisationsmuster zur Tumor-Lokalisation

Mithilfe der neuen Kamera könnten leicht übersehbare Tumoren, die ihrem umgebenden Gewebe stark ähnlen, besser erkannt werden. Möglich wird dies durch Polarisationsmuster, die in farbige Bilder umgewandelt werden können und dem behandelnden Arzt zeigen, wo genau gesundes Gewebe endet und erkranktes beginnt. Dabei zeigte sich, dass Krebszellen unterschiedliche Polarisationsstrukturen besitzen, während gesundes Gewebe unverändert bleibt.

Die neue Technologie könnte Ärzte einen großen Mehrwert bringen und sie dabei unterstützen, frühere Diagnosen zu stellen sowie Tumoren präziser zu entfernen.

Bisher untersuchte das Team erste Anzeichen von Darmkrebs bei Mäusen. In laufenden klinischen Studien mit Brustkrebspatienten soll die Eignung der neuen Kameratechnologie bestätigt werden.

Originalpublikation:

Bio-inspired Polarization Imaging Sensor for Label-Free Applications
Viktor Gruev; OSA Technical Digest, doi: 10.1364/CLEO_SI.2016.SM1O.2; 2016

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1 Kommentar:

F.A.Popp schrieb, das jede Zelle bestimmte Frequenzen emittiert, die u. a. las Signal für die Nachbarzellen interessant sind. Und das eine gesunde Zelle eine andere Frequenz emittiert als eine kranke. Und dass diese anderen Frequenzen zur Diagnostik der jeweiligen Abweichung vom Gesunden dienstbar zu machen seien -. Nun kommt also eine Bestätigung dieser Angabe durch die Entwicklung einer neuen Kameraoptik. Hoffentlich wird über die Technik F.A.Popp nicht vergessen.

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