MigChip


Die Invasion von Zellen in umliegendes Gewebe und die Bildung von Metastasen transformieren einen lokal wachsenden Tumor in eine systemische und lebensbedrohliche Krankheit mit schlechter Prognose. Dabei spielt die aktive Migration der Tumorzellen eine entscheidende Rolle, ein komplexer Vorgang, der auch von den chemischen und physikalischen Eigenschaften der extrazellulären Umgebung abhängt. Auf Grund der enormen medizinischen Relevanz der Tumorzellinvasion, gibt es mehrere experimentelle Untersuchungsmethoden, die teilweise auch kommerziell erhältlich sind. Allerdings bilden diese Methoden nur bedingt die Komplexität der in vivo Situation ab, bzw. sind limitiert in der definierten Variation von entscheidenden Parametern, wie beispielsweise der mechanischen Steifigkeit oder geometrischen Verengungen in der Umgebung.

Primäres Ziel dieses interdisziplinären Projektes ist die Entwicklung und Herstellung eines neuartigen Mikrofluidic-Chips zur Anwendung in der in vitro Untersuchung der Migration von Tumorzellen. Dabei soll ein Kanalsystem mit sehr definierten physikalischen und chemischen Oberflächeneigenschaften, bis hin zur nanometer-präzisen Anbringung von adhäsiven extrazellulären Matrixmolekülen realisiert werden. Dies wird durch eine innovative Zusammenführung verschiedener moderner materialwissenschaftlicher Techniken erreicht werden. Der Chip eignet sich zur Beobachtung des invasiven Verhaltens der Zellen mit modernen Methoden der Lichtmikroskopie.

In einer zellbiologischen Studie soll die Eignung des Chips demonstriert werden, verschiedene aggressive Tumorzellinien zu unterscheiden und verschiedene Bewegungsmodi zu detektieren.

Der entwickelte Zellmigrations-Chip könnte ein wichtiges Werkzeug für zahlreiche Forschungslabor darstellen. Langfristig soll der Chip weiter entwickelt werden, um aus Patientenblut isolierte, zirkulierende Tumorzellen, sogenannte CTS (Circulating Tumor Cells) diagnostisch zu untersuchen. Diese Zellen und deren aggressives Potenzial können maßgeblich die Prognose und personalisierte Therapie von Krebspatienten bestimmen. Der Chip könnte einen neuen Weg zu einem funktionellen Assay aufzeigen, welcher sich zur ergänzenden Charakterisierung von CTCs eignet.