Moderne Photolyse für die Neurowissenschaften
Der experimentelle Photolyseverfahren setzt "eingesperrte" Vorläufermoleküle ein, die eine photoaktivierbare Gruppe übertragen und bei denen Photonenabsorption erforderlich ist, um aktiviert zu werden. Die "gecageten" - eingeschlossenen - Substanzen reichen von Ionen und Botenstoffen bis hin zu Neurotransmittern. Mit Hilfe dieses Verfahrens ist es möglich, die Anwendung eines experimentell zugeführten Signalmoleküls räumlich und zeitlich genau zu steuern. Dieses Verfahren bietet neue Wege, neurologische Störungen und Medikamentenverabreichungsmethoden besser zu verstehen. Das Projekt Photolysis ("Development of flash photolysis for deep uncaging in vivo and high throughput characterisation of neurotransmitter gated ion channels in drug discovery") wurde von einem europäischen Konsortium ins Leben gerufen, um das Photolyseverfahren für die Neurowissenschaften und die Zellphysiologie zu optimieren. Die Partner arbeiteten speziell auf der Photochemie der Zwei-Photonen-Anregung, was zur Vergabe von zwei Patenten führte. Außerdem wurden zehn neue Sonden entwickelt und es wurden an den für die Anregung verfügbaren Quellen sowohl bei der räumlichen als auch bei der zeitlichen Modifikation des Anregungslichts signifikante Verbesserungen vorgenommen. Das Verfahren konnte so verfeinert werden, dass es letztlich in der Wirkstoffforschung anwendbar ist. Dem Photolysis-Forschungsprojekt gelang durch die Modifizierung der räumlichen Verteilung der Erregung bei der Vollfeldmikroskopie eine Kombination der Uncaging-Funktionen mit optischen Mitteln. Die Photolysetechnologie wurde außerdem an Patch-Clamp-Systeme angepasst, wodurch ein einzigartiges Feature zur in-vivo-Untersuchung der Neurotransmitterfunktion geschaffen wird. Die Photolysis-Forscher untersuchten auf diese Weise die Modifikation neuronaler Netzladung durch Transplantation von in-vivo-Fibroblasten überexprimierender Ionenkanäle. Die Photolysetechnologie wurde überdies eingesetzt, um das Verhalten von Parkinson-Ratten nach der Transplantation von Zellen am Globus pallidus interna (GPI), eines Teils des Gehirns, zu beurteilen. Zu den Projektleistungen zählt die Bereitstellung wertvoller Werkzeuge für Neurowissenschaftler, welche die Neurotransmitterfunktion in vivo untersuchen, auf verschiedene Rezeptoren wirkende Arzneimittel charakterisieren oder sogar die Wirkung von Zellersatztherapien bewerten wollen.
