Mini-Sonde liefert neue Erkenntnisse zu Demenzerkrankungen
Mit dem Älterwerden der Nachkriegsgeneration (der Babyboom-Jahre) sind neurodegenerative Erkrankungen wie Alzheimer-, Creutzfeldt-Jakob- und Parkinson-Krankheit auf dem Vormarsch. Kleine Zellsignalmoleküle, so genannte Zytokine, gelten als wichtige Auslöser für neuroinflammatorische Prozesse im Gehirn. Diese zu überwachen und zu kontrollieren, ist jedoch noch immer eine enorme Herausforderung. Finanziert durch das Siebte Rahmenprogramm (RP7) entwickelte das Projekt Cell-Microprobe verbesserte Überwachungs- und Kontrollverfahren. Wie der Name schon sagt, wurden Mikrosonden zur Stimulation einzelner Neuronen entwickelt, die in Echtzeit inflammatorische Signalstoffe detektieren können. Die elektrochemische Miniatursonde (electrochemical probe, EP) besitzt eine 200\;µm breite, flache Spitze und vier unabhängige, 20\;µm lange und im Abstand von 20\;µm angeordnete Mikroelektroden. Mit der neuen Sonde konnte die Dynamik isolierter Zellabscheidungen untersucht werden, was einen innovativen Ansatz bei der Verwendung biologischer Sensorsysteme darstellt. Der Ansatz besteht darin, die Sensoren der Sonde (funktionalisierte Elektroden mit Antikörpern) möglichst nah an die Zelle heranzubringen und dann die abgeschiedenen Proteine zu detektieren. Tests zeigten, dass die Sonde fast doppelt so effektiv ist wie herkömmliche Methoden und Konzentrationen kritischer Proteinmoleküle zuverlässiger und genauer messen kann. Zudem dauerte der Nachweis nicht länger als 10 Minuten, ein Zeitrahmen, der der tatsächlichen Abscheidungsrate entspricht. Damit das System Antigene nachweisen kann, waren jedoch geringfügige Anpassungen erforderlich. Das Team setzte Palladium-Nanostrukturen in die Spitze der Elektrodenoberfläche der Sonde ein, was die Oberfläche 10 Mal leitfähiger machte als zuvor. Dieses Nanostrukturverfahren könnte, wie die Forscher beschreiben, künftig die Immobilisierung von Nanokörpern und die biosensorischen Eigenschaften der Sonde verbessern. Damit könnte die Forschung den Ursachen neurodegenerativer Erkrankungen einen Schritt näher kommen, sodass frühzeitig wirksame Therapien begonnen werden können.
