Überwachung der subzellulären Welt für eine bessere Gesundheitsvorsorge
Das Substrat (die Unterschicht) einer Zelle besteht aus einer Reihe von Pfeilern. Ihr Biegegrad steht direkt mit den Kräften der Zelle im Zusammenhang, mit denen sie an den Fokaladhäsionspunkten in Kontakt kommen. Zu diesen Kräften sind weitere Informationen erforderlich; die Charakterisierung von Zellen und verwandten biologischen Prozessen ist für Fortschritte in der Gesundheitsfürsorge unbedingt erforderlich. Die Entwicklung von Überwachungs- und Diagnosegeräten zur Verwirklichung dieser Ziele basiert auf einem besseren Verständnis der Interaktion zwischen biologischen und nicht biologischen Systemen. Das Projekt "Development of a single cell based biosensor for subcellular on-line monitoring of cell performance for diagnosis and healthcare" (Cellforce, Entwicklung eines auf einer einzelnen Zelle basierenden Biosensors für eine subzelluläre Online-Überwachung der Zellleistung für Diagnose und Gesundheitsfürsorge) wurde geschaffen, um eine intelligente medizinische Ausrüstung mit einem integrierten Nanotechnologiesystem, der auf einem Biosensor basiert, zu entwickeln. Die Aktivitäten des EU-finanzierten Projekts führten zu zahlreichen Erkenntnissen in verschiedenen wissenschaftlichen Bereichen, während die Fähigkeit Zellkräfte zu beobachten zu Informationen über die Zellphysiologie führte. Es wurde beispielsweise entdeckt, dass die Kräfte, die die Zellen an die Oberflächen übertragen können, wesentlich kleiner sind als ursprünglich angenommen. Bestehende Materialien und Techniken sind für die Bestimmung und Herstellung optimaler Pfeilercharakteristiken für einen Biosensor zur industriellen Anwendung nicht ausreichend. Die Projektpartner bestimmten dies anhand der Beweise, die zeigten, dass die Zellen ihre Kräfte im Verhältnis zur Steife des Substrats anpassen. Physikalische, biologische und technische Grenzen verhinderten, dass Cellforce den geplanten Biosensor liefern konnte. Die Ergebnisse der Studie waren jedoch auf andere Weise erfolgreich: Die gewonnenen Erkenntnisse führten zu verbesserten Sensoren zur Zellkultivierung und zum Zellnachweis sowie zu einem besseren Verständnis der Zelladhäsion von entsprechenden Proteinen. Weitere Forschung in Bezug auf die Entwicklung des geplanten Biosensors hat das Potenzial zur Anwendung in verschiedenen Bereichen der Gesundheitsfürsorge. Dies spielt unter anderem eine bedeutende Rolle für die Charakterisierung von bestimmten Zellen zur Optimierung einer patientenorientierten Behandlung.
