München (D) – Radiogolven vergemakkelijken het onderzoek aan afzonderlijke cellen.


Prof Günter Fuhr van het Duitse Fraunhofer Instituut won onlangs de jaarlijkse Philip-Morrisprijs, een van de meest prestigieuze onderzoeksprijzen in Duitsland. Hij krijgt de prijs omdat hij een methode ontwikkelde waarmee onderzoekers afzonderlijke cellen kunnen sorteren, karakteriseren en manipuleren.
Cellen kennen een uitgebreid systeem voor informatie-uitwisseling met hun omgeving. Duizenden moleculaire sensoren bedekken het celoppervlak en reageren op alles waarmee ze in aanraking komen. Voor de cel is dit systeem van levensbelang, maar voor wetenschappers is het een ware nachtmerrie. Farmacologen en toxicologen willen tot in detail weten hoe een lichaamscel reageert op bepaalde stoffen. Maar hoe onderzoek je dat als een cel door de minste aanraking reeds zijn eigenschappen verandert?

Microkanaal waarin cellen bestudeerd worden. De onderzoekers manipuleren de cellen met elektrodensystemen, zodat er geen mechanisch contact plaatsvindt.

Ter voorkoming van ongewenste reacties moeten de onderzoekers elk onbedoeld celcontact vermijden. Dit betekent dat klassieke werktuigen, zoals pipetten en microscoopglaasjes, de deur uit moeten. Gelukkig ontwikkelde Fuhr een alternatief. Hij ontdekte dat je met hoogfrequente radiogolven afzonderlijke cellen in een vloeistof kunt laten zweven, draaien en verplaatsen. Daarbij veranderen de cellen hun eigenschappen niet, omdat ze erg ongevoelig zijn voor de elektromagnetische velden.
De Duitse wetenschapper ontwierp een sterk geminiaturiseerd systeem voor de manipulatie van cellen, een soort ‘minilab’. Hij plaatste kleine elektrodesystemen, die de benodigde radiogolven opwekken, in haarfijne kanalen op een siliciumchip. De kanalen vulde hij vervolgens met oplossingen en cellen. Zo kon hij zeer gecontroleerd cellen met elkaar of met bepaalde stoffen in contact brengen.
Het minilab voor cellen vormt een belangrijk hulpmiddel in het moderne biomedische onderzoek en is inmiddels commercieel verkrijgbaar. Samen met zijn industriële partner kan de onderzoeksgroep van Fuhr in een tijdsspanne van enkele maanden zelfs microsystemen ontwikkelen die afgestemd zijn op de specifieke wensen van een klant.

Mirjam Leunissen