Gealterte Zellen durch Licht und molekulare Schwingungen identifizieren

Forschende haben eine Methode entwickelt, die Zellen mit Laserlicht abtastet. Jede Molekülbindung innerhalb einer Zelle schwingt mit ihrer eigenen charakteristischen Frequenz. Indem die Technik diese Schwingungen misst, erzeugt sie eine Art molekularen Fingerabdruck jeder Zelle. Dieser Ansatz, bekannt als Raman-Bildgebung, existiert seit einiger Zeit – wurde nun aber erstmals mit der sogenannten räumlichen Transkriptomik kombiniert, einer Methode, die erfasst, welche Gene in jeder einzelnen Zelle eines Gewebes aktiv sind.

Mit dieser Kombination konnten die Forschenden, die in Nature Aging publizierten, genau bestimmen, welches Raman-Muster seneszenten Zellen entspricht, die das Protein p21 produzieren. P21 ist ein etablierter Marker für zelluläre Seneszenz – einen Zustand, in dem eine Zelle aufhört, sich zu teilen, ohne dabei abzusterben. Auffällig war, dass seneszente Zellen ein charakteristisches Lipidmuster zeigten: eine spezifische Fettverteilung, die in jüngeren Zellen so nicht vorkommt.

Was unterscheidet diesen Ansatz von bisherigen Methoden?

Bislang mussten seneszente Zellen mithilfe von Spezialfarbstoffen oder genetischen Markern nachgewiesen werden, die die Zelle selbst produzieren muss. Das ist aufwendig und nicht immer zuverlässig. Die Raman-Bildgebung kommt ohne jegliche Markierungen aus. Die Methode liest die Zelle aus, ohne ihr etwas hinzuzufügen.

Das ist für die künftige Erforschung zellulärer Seneszenz in echtem Gewebe von Bedeutung – nicht nur in der Petrischale. Seneszenz spielt eine Rolle bei der Wundheilung, bei der Alterung von Organen und bei chronischen Erkrankungen. Eine markierungsfreie Methode ermöglicht es, seneszente Zellen in lebendem Gewebe über die Zeit hinweg zu verfolgen.

Ein erster Schritt, kein Endpunkt

Vorerst ist die Technik ein Forschungswerkzeug und keine klinische Diagnosemethode. Die Kombination zweier komplexer Messsysteme macht sie anfällig für Störsignale und schwer skalierbar. Doch der Befund, dass seneszente Zellen eine erkennbare Lipid-Signatur tragen, ist bereits für sich genommen wertvoll. Er gibt der Forschung einen neuen Ansatzpunkt, um zu verstehen, warum seneszente Zellen sich so grundlegend anders verhalten als junge Zellen – und wie dieses Verhalten das umliegende Gewebe beeinflusst.

Den Originalartikel lesen