Sie zeigen, dass menschliche Zellen „vibrieren“, was zur Erkennung von Krankheiten genutzt werden könnte

MADRID, 16. Ene. (EUROPA PRESS) –

Ein CSIC-Forschungsteam hat gezeigt, dass lebende Zellen, insbesondere menschliche Brustepithelzellen, mechanische Resonanzen aufweisen, ein Phänomen, das aufgrund der außergewöhnlichen Viskosität und Komplexität von Zellen in physiologischen Medien bisher als unplausibel galt und zur Erkennung von Krankheiten wie Krebs dienen könnte.

Die Ergebnisse dieser bahnbrechenden Studie, die von Forschern der Bionanomechanik-Gruppe des Instituts für Mikro- und Nanotechnologie erstellt wurde, wurden in der Fachzeitschrift „PRX Life“ veröffentlicht.

Die Studie baut auf der Arbeit von Eugene Ackerman in den 1950er Jahren auf, der erstmals die Idee mechanischer Resonanzen in lebenden Zellen vorschlug. Ihre Ergebnisse wurden jedoch aufgrund des Mangels an soliden experimentellen Beweisen weitgehend übersehen. Diese neue Forschung bestätigt Ackermans Vorhersagen und liefert wesentliche experimentelle Beweise für die Existenz dieser Resonanzen.

Mithilfe optischer Techniken haben Forscher die Schwankungen analysiert, die gemeinhin als Rauschen eines mit Siliziumtechnologie hergestellten Mikrotrampolins bezeichnet werden, an dem eine menschliche Zelle befestigt war.

„Die Analyse des Lärms des Mikrotrampolins, der unregelmäßigen Verschiebungen in der Größenordnung von 10-12 Metern (einem Zehntel der Größe eines Atoms) entspricht, ergab, dass die Zelle in der Lage war, gezielt bei Frequenzen zu vibrieren, die zwischen 20 und 12 Metern variieren konnten und 200 kHz“, erklärt der Forscher Javier Tamayo, der die Studie leitete. „Dieses Phänomen wurde bei menschlichen Brustepithelzellen und Zellen von Brustkrebs beobachtet“, fügt er hinzu.

Daher erklärt der Forscher, dass dieser Befund „weitreichende Auswirkungen auf das Verständnis der Rolle hat, die diese Schwingungen in menschlichen Zellen spielen und wie sie durch Krebs verändert werden.“ „Die Methode hat Potenzial für die Zellidentifizierung, aber Verbesserungen der Präzision der Methode sind erforderlich und werden derzeit in Angriff genommen“, stellt er fest.

„Diese Fortschritte könnten zu neuen Ansätzen für die Vibrationsspektrometrie lebender Zellen führen und möglicherweise die Idee, Krebszellen mithilfe fokussierter Ultraschallwellen zu zerstören, wiederbeleben“, prognostiziert der Forscher.

Neue Forschungsergebnisse beginnen, die Auswirkungen mechanischer Vibrationen im Niederfrequenzbereich von 1–100 Hz auf das Zellverhalten aufzudecken. Die genauen Mechanismen, durch die diese Vibrationen ihre Wirkung entfalten, werden noch erforscht, die bisherigen Erkenntnisse deuten jedoch auf ein komplexes Zusammenspiel zwischen mechanischen Kräften und der Zellbiologie hin.

„Unsere Ergebnisse eröffnen neue Wege für zukünftige Forschungen zum Einfluss mechanischer Resonanzen auf das Überleben, die Proliferation und die Migration von Zellen, die entscheidende Aspekte der Zellbiologie und Krebserkrankungen sind“, schließt Tamayo.