Zellmanipulation mit Goldpartikeln
Das sich ständig erweiternde Feld der Nanowissenschaften entwickelt innovative Lösungen auf Basis von Nanopartikeln mit einer Größe zwischen 1 und 100nm. Da Gold Laserstrahlung in hohem Maße absorbiert und in Wärme umwandelt, sind Goldnanopartikel hervorragend für verschiedenste biologische Anwendungen geeignet, Diese Eigenschaft wurde mit Nanopartikeln in einer Lösung untersucht, um Krebszellen selektiv zu zerstören oder die DNA-Stränge molekular aufzutrennen. .Das EU-finanzierte Projekt MULTI-PGNAS (Multifunctional photothermal gold nanoarrays for cellular manipulation) sollte diese Technologie für die Entwicklung lichtempfindlicher Substrate für die in vitro Manipulation adhäsiver Zellen benutzen. Zu diesem Zweck wurden Goldnanopartikel auf Glasträgern aufgetragen und mit Integrin bindenden Peptiden bedeckt, die als zelluläre Adhäsionsstellen dienen, die in vivo Bedingungen nachahmen. Mittels Laserstrahlung konnte die Wärmefreisetzung so reguliert werden, dass die Zellmigration über den Zelltod kontrolliert werden konnte. Die veröffentlichte Studie (ACS Nano, 2012, 6 (8), p 7227–7233, DOI: 10.1021/nn302329c) zeigt, dass Zellen ihr Verhalten an die lokale Temperatur anpassen. Durch Erwärmung der Umgebung der Zellperipherie agiert die lokale Wärme wie eine Wand, die verhindert, dass die Zelle neue adhäsive Stellen bildet. Damit gelang es den Wissenschaftlern, die Richtung der Zellmigration zu steuern und die Migration reversibel zu blockieren, wie oben illustriert. Die Ergebnisse von MULTI-PGNAS lassen sich auf breiter Basis in der Grundlagenforschung anwenden, etwa bei Label-on Chip-Systemen und verschiedenen biomedizinischen Messgeräten, denen das Prinzip der Freisetzung und des Transports von Entitäten wie Zellen oder Biomolekülen zugrunde liegt. Das nächste Ziel der Wissenschaftler von MULTI-PGNAS ist es zu verstehen, wie die Wärmeproduktion auf Nanoskala kontrolliert werden kann. Dies würde neue Nutzungsmöglichkeiten in den Bereichen Nanochemie, Wirkstoffverabreichung und Mikrofluidik eröffnen.S
