Forschungspraktikum …

 … am Georg-Speyer-Haus in Frankfurt – ein Einblick! 

Die Schülerin Vivien Grieb und der Schüler Nahuel Fernandez des Biologie Leistungskurses Q2.3 (Frau Wöll) hatten sich für Laborpraktikum am Institut für Tumorbiologie und experimentelle Therapie, dem GEORG-SPEYER-Haus in Frankfurt am Main qualifiziert. Im Folgenden berichten sie von ihren Erfahrungen.

Tumor-Mikroumgebung bei der Hirnmetastasierung
(von Nahuel Fernandez) 

Die vier Tage meines Praktikums habe ich in der Arbeitsgemeinschaft von Dr. Lisa Sevenich verbracht, die sich in ihrem Forschungsteam mit der Rolle der Tumor-Mikroumgebung bei Hirnmetastasen beschäftigt. 

Viele Krebserkrankungen können dank intensiver Forschung und den daraus resultierenden Therapiefortschritten erfolgreich behandelt werden. Metastasen, insbesondere Hirnmetastasen, stellen jedoch weiterhin die Haupttodesursache bei Tumorpatienten dar, da die verfügbaren Behandlungsmöglichkeiten wie Chemotherapeutika und Bestrahlung nur begrenzt wirksam sind. Neuartige Therapieansätze sind daher dringend erforderlich. 

Mittlerweile weiß man, dass die „Mikro-Umgebung“ eines Tumors einen großen Einfluss auf dessen Wachstum hat. Dies betrifft beispielsweise hochspezialisierte Zellen wie u.a. Neuronen, aber auch bestimmte Proteine. Um nun den Einfluss jener Zelltypen auf die Hirnmetastasierung zu erforschen, gibt es verschiedene Verfahren. Die Methode, die wir erlernt haben und anwenden durften nennt sich Immunfluoreszenz. Dies ist eine Analysemethode, bei der Antigene mittels Antikörper, an die ein Fluorochrom (=fluoreszierender Farbstoff) gebunden ist, markiert und somit sichtbar gemacht werden. In einem ersten Schritt haben wir Gehirnschnitte von Mäusen mit Hirnmetastasen als Gewebeproben angefertigt und diese dann mit jenen fluoreszierenden Antikörpern markiert, um die verschiedenen Gewebsbestandteile in einem Konfokalmikroskop sichtbar zu machen. Durch die entstandenen Bilder lassen sich Rückschlüsse auf den Einfluss der umliegenden Zelltypen auf die Tumorzellen ziehen. So könnten wir bestätigen, dass bestimmte Zellen, die eigentlich das Gehirn vor Tumorzellen abwehren sollen, vom Tumor „umprogrammiert“ werden können, sodass sie gesundes Gewebe und nicht den Tumor angreifen. 

Ein langfristiges Ziel ist, diese Interaktion zwischen Tumoren und ihrem umliegenden Gewebe besser zu verstehen, um in Zukunft effizientere Therapien anbieten zu können. Eine Möglichkeit wäre, den Tumor eines Patienten in künstlichen Geweben zu vervielfachen, um somit auszuprobieren, welche Therapieform am besten geeignet ist.

Insgesamt war das Praktikum eine großartige Erfahrung, weil ich hautnah miterleben durfte, welche Ansätze die aktuelle Tumorforschung verfolgt und wie Wissenschaftler in Laboren arbeiten. Man lernt aber auch die Schattenseiten kennen, z.B. wie lange es dauert, bis man valide Ergebnisse erhält und dass des Öfteren Versuche nicht funktionieren. Die Tatsache, dass in meiner Gruppe nur Englisch gesprochen wurde, war zwar am ersten Tag gewöhnungsbedürftig, wurde aber schnell zur Routine.

Darmkrebs-Organoide in der Krebsforschung
(von Vivien Grieb Q2.3 )

Die Arbeitsgruppe von Dr. Henner Farin forscht an sogenannten Organoiden. Dabei handelt es sich um wenige Millimeter große, organähnliche Mikrostrukturen. Unter geeigneten Kulturbedingungen können Organoide aus einer beziehungsweise wenigen Gewebezellen, embryonalen Stammzellen oder induzierten pluripotenten Stammzellen gezüchtet werden. „Tumor-Organoide” könnten in der zukünftigen personalisierten Krebsmedizin eingesetzt werden. 

Auf dem ersten Bild (rot-blau angefärbtes Organoid) ist ein „intaktes“ Organoid abgebildet, das sich aus pluripotenten Stammzellen des Darms entwickelt hat. Daher auch die Einstülpungen. Man könnte das Organoid umgangssprachlich als „Mini-Darm“ bezeichnen. Bei allen Organoiden sind zum einen die Zellkerne, zum anderen die Zytoskelette mit fluoreszierenden Stoffen markiert. Die Zellkerne – beziehungsweise die DNA im Nucleolus – erscheinen daher unter dem Mikroskop bei UV-Licht Bestrahlung blau, die Zytoskelette rot. Hier sind die Einstellungen des Mikroskops so gewesen, dass man beide Zellorganellen sehen kann. 

Auf dem zweiten Bild ist ein durch eine Krankheit verändertes Organoid zu sehen, gewonnen aus den Stammzellen veränderter Darmzellen, die eine Genmutation aufweisen, sodass der Darm keine Einstülpungen ausbildet und der Organismus über normalem Wege keine Nährstoffe aufnehmen kann und intravenös ernährt werden muss. 

Das Praktikum brachte mir einen detaillierten Einblick in die vielfältigen methodischen Arbeitsweisen eines Labors im Allgemeinen und in den Arbeitsalltag eines/einer Forschers/Forscherin.