[Musik]
Hallo und herzlich Willkommen zu einem
neuen Interview in medizinischer Physik.
In dem Video treffen wir Michaela.
Sie ist eine PhD Studentin hier am
Deutschen
Krebsforschungszentrum und ich bin mit
ihr in einem Labor verabredet. Deshalb
müssen wir hier das Gebäude, wo ich
gerade bin, verlassen. Also, lasst uns
keine Zeit verlieren und wir gehen rüber.
[Musik]
Hallo. Hallo
Michaela. Schön dass du Zeit für uns hast.
Vielen Dank! Ich habe schon gerade eben
gesagt, dass wir jetzt ins Labor gehen,
aber vielleicht kannst du dich erstmal kurz
vorstellen. Natürlich. Ich bin Doktorantin
in der angewandten medizinischen Physik,
aber mein Projekt orientiert sich ein
bisschen mehr in Richtung
Strahlenbiologie. Ich arbeite sozusagen an
der Schnittstelle zwischen Physik und
Biologie. Ah okay, dann lernen wir jetzt
also ein bisschen mehr die biologische
Seite kennen und nicht nur die
Physikseite. Können wir jetzt einfach
ins Labor reingehen oder müssen wir
irgendwas beachten? Wenn man
im Labor arbeitet braucht man eine
Sicherheitsunterweisung und da zählt
auch dann dazu, dass man Schutzkleidung
tragen muss. Also müssen wir erstmal ein
Kittel anziehen und dann können wir
reingehen. Okay dann machen wir das
einfach.
[Musik]
Fertig und es kann losgehen! Genau! Komm
mit! Woran arbeitest du denn jetzt
im Moment? Ich habe zwei
größere Projekte momentan, eins ist ein
Langzeitprojekt. Da untersuche ich die
Dosiswirkung von verschiedenen
Strahlarten, und Ziel des ganzen ist für
mein Tumormodell die kurative Dosis zu
bestimmen. Und wenn ich die dann gefunden
habe, schaue ich mir die Kurzzeiteffekte
an, vor allem auf histologischer Ebene,
quasi nach verschiedenen Zeitpunkten nach
der Bestrahlung und schaue, was genau
passiert in dem Gewebe, was sind
strukturelle Veränderungen und wie
reagiert das Gewebe auf die Bestrahlung.
Was können wir denn bei dir hier im
Labor sehen? Als erstes würde
ich euch jetzt einfach mal zeigen, wie
ich Gewebeschnitte anfertige, das ist quasi
die Basis für meine Forschung.
Dafür setzen wir uns einmal ins Kryotom.
[Musik]
Also, Ziel des ganzen ist es jetzt,
hauchdünne Schnitte anzufertigen von dem
Gewebe. Die sind in dem Fall jetzt 7
Mikrometer groß oder dick sozusagen, also
wirklich sehr, sehr fein und da gibt's
verschiedene Methoden. Ich zeige euch
jetzt einfach einmal, wie ich das mache.
Ich habe hier das Gewebe schon ein bisschen
vorbereitet. Ich hobele noch mal kurz ab,
dass wir ein frisches Tumorstück kriegen.
Ich gucke dann, dass hier unten die Fläche
ganz frei ist.
Und hier drin sind insgesamt - 20° Grad
und hier oben ist natürlich
Raumtemperatur. Dann zeige ich das gerade
einmal. Der wird jetzt hier ganz langsam
runterfahren und einmal einen feinen
Schnitt
anfertigen.
Man muss ein bisschen Fingerspitzengfühl
haben und dann haben wir hier
unseren Schnitt. Den können wir ganz
vorsichtig mit den
Pinseln nach vorne
ziehen. Dann gucken wir, dass wir den nicht
reißen. Dann haben wir hier unsere
Objektträger bei Raumtemperatur, legen die
auf und haben dann quasi den ersten
Schnitt und können da dann mit Färbung
machen. Das ist ein Prostatatumor, den man
hier sieht. Man sieht z.B auch ein
bisschen Bluteinlagerung und Gefäße und
der ist auch bekannt dafür, dass er
Lympflüssigkeit einlagert und das ist
hier die weiße Masse die man so sieht.
Man hat auch verschiedene Strukturen, das können wir
uns auch gleich am Mikroskop noch mal
genauer angucken. Du hast jetzt hier
die ganz dünne Schicht des Tumors
geschnitten. Was ist jetzt so der nächste
Schritt, was würde jetzt kommen?
Also im nächsten Schnitt würden wir den
Schnitt anfärben, quasi mit einer
immunohyochemischen Färbung. Letztendlich
benutzen wir da Antikörper, um uns ein
bestimmtes Zielmolekül anzuschauen und
das ist dann meistens gekoppelt an ein
Farbstoff oder an ein Fluorophore und
das können wir uns dann im Mikroskop
anschauen. Ich habe hier schon
Schnitte
vorbereitet für Euch. Hier gibt es dann verschiedene Halterung.
Da legt man dann, also das ist quasi der Schnitt mit
drei verschiedenen Tumoren drauf. Die habe
ich mir eingekringelt, damit ich weiß, wo
sie sind.
Das ist unser Mikroskop.
Wir machen ein bisschen Licht an.
Hat es ein Grund warum es hier
so dunkel ist in dem Raum? muss das so
sein? Tatsächlich.
Die Schnitte, die wir hier angefertigt
haben, sind quasi lichtsensiv, also die
sollten nicht in zu viel
Licht kommen, weil ansonst unser
Fluorophore ausbleicht und wir das dann
nicht mehr sehen, und auch für Computer
ist besser später, um den Kontrast auf
den Bildern zu sehen. Ich
kann mir das dann hier gerade einmal
anschalten. Ich stell mir jetzt erstmal
auf das Okular, damit ich erstmal mein
Gewebe finde. Da hat man schon kurz
etwas gesehen.
Dann haben wir hier quasi
den Motor und können quasi auf dem Slide
herumfahren. Wenn wir uns dann sicher sind,
dass wir auch noch die Fokusebene
getroffen haben, können wir uns das Ganze
einmal auf den Computer
übertragen. Was wir hier sehen ist
einfach in blau die Zellkerne von dem
Gewebe. Da können wir auch, wenn wir dann die
Aufnahme gemacht haben, ich stoppe das
jetzt gerade einmal ganz kurz, dann können wir
da auch näher ranzoomen. Wir sehen hier
wirklich die verschiedenen Zellkerne in
dem Gewebe.
Das ist quasi der erste Channel.
Was ich jetzt meistens dann noch mache,
was wir hier sehen können, wenn wir dann
quasi die Aufnahme aus allen Ebenen
gemacht haben, ist die Channels in
mehreren Farben. Hier wieder in blau die
Zellkerne und in grün können wir uns den
Marker Palemonidosol
anschauen. Der wird aktiv
aufgrund von einer Redoxreaktion, wenn in
den Zellen der Sauerstoffgehalt sehr
gering ist. Wir wissen jetzt quasi,
dass in diesen Zellen Hypoxie herrscht,
das heißt, ein sehr geringer
Sauerstoffgehalt ist und diese Zellen
hier normoxisch sind und das ist
insbesondere für die Strahlentherapie
sehr relevant, weil Sauerstoff
den Effekt der Strahlung
verstärkt und das heißt, dass diese
Zellen tendenziell schwerer zu behandeln
sind. Was wir hier dann noch in Rot
sehen sind die
Blutgefäße oder allgemein Gefäße,
angefärbt mit CD3. Man sieht hier, dass
der Tumor tendenziell ein recht
chaotisches Gefäßsystem hat. Gefäße, die
einfach irgendwo im Nichts enden oder
auch teilweise sehr klein sind, was
charakteristisch für Tumore ist, während
normales gesundes Gewebe ein sehr
systematische Gefäßstruktur hat und das
führt dann tatsächlich auch dazu, dass
sich diese sauerstoffarmen Bereiche
entwickeln. Das können wir hier unten
dann sehen, weil die sind nämlich tendenziell
eher in einem gewissen Abstand von den
Gefäßen. Oder was auch sein kann ist, dass
wir nicht-funktionierende Gefäße haben
wie hier, weil die sind mitten in diesem
grünen Bereich, also auch hypoxisch,
sauerstoffarm und heißt, dass es das
Gewebe drumherum nicht richtig
versorgt. Das ist alles Tumorgewebe,
aber natürlich besteht ein Tumor immer
nicht nur aus Tumorzellen, der hat auch
unterstützende Zellen, die ihn versorgen,
aber das können wir hier auf dem Bild
jetzt nicht direkt erkennen, dafür müsste
man andere Färbung machen. Vielen Dank,
Michaela, für den Einblick in deine
Forschung. Sehr gern. Jetzt eine provokante
Frage: in Medizinphysik arbeitet man ja
auch viel mit
Simulationen. Braucht man dann deine
strahlenbiologische Forschung überhaupt,
wenn man eigentlich alles irgendwie auch
simulieren kann? Ist das wirklich
notwendig? Das ist eine berechtigte Frage.
Da hat's viel Fortschritt gegeben, auf jeden
Fall. Man kann super viel
simulieren, aber das Grundprinzip ist
natürlich, man muss erstmal verstehen, was
passiert genau in dem biologischen
Gewebe, was machen auch verschiedene
Strahlarten mit dem Gewebe, triggern die
die gleichen Pathways oder verschiedene
Signalwege, und Simulation brauchen auch
immer eine gewisse Basis an Information
und die versuchen wir quasi zu schaffen.
Damit dann Simulation immer
besser werden können und integriert
werden können in die Forschung. Wir haben
hier schematisch dargestellt den Ablauf
einer Strahlentherapie. Wo würdest du
denn deine Forschung
verorten, an welcher Seite dieses
Ablaufplans ganz grob gesagt. Ja ganz grob
gesagt. Das ja der klassische
klinische Ablauf von Patienten. Dadurch,
dass ich nicht direkt mit Patienten
Kontakt habe, ist natürlich etwas
schwieriger. Ich meine, ich arbeite im
präklinischen Bereich und insgesamt ist
ja schon die Idee quasi, die Behandlung
zu optimieren, deshalb würde ich mich
wahrscheinlich tendenziell in diese
Richtung einordnen, aber wahrscheinlich
so ein bisschen abseits davon, je nachdem
quasi auf der Höhe, weil Ziel
des ganzen ist ja letztendlich zu
verstehen, was macht die Strahlung im
Gewebe, gibt's da Unterschiede zwischen
z.B. Photon oder zwischen
Teilchenstrahlung und das können wir uns
dann anschauen auf in den Fluoreszenzbildern
und es trägt dann denke ich final dazu
bei, die Behandlung der Patienten zu
verbessern. Was ist denn
das Faszinierende für dich an deinem
Fachbereich, in dem du arbeitest?
Es gibt viele verschiedene
faszinierende Sachen.
Vielleicht besonderes Highlight?
Also, ich muss sagen, ich finde schon auch einfach
die Fluoreszenzaufnahmen sehr
faszinierend, dass das einfach
funktioniert, dass wir uns Marker
anschauen können und dann wirklich auch,
man überlegt, man hat das Gewebe auf
diesem Slide ja gesehen, aber wir können
wirklich bis auf Zelleben runterzooomen
in der Mikroskopie und uns da dann wirklich
anschauen. Wir haben sogar die
Möglichkeit DNA-Schäden dadurch
visualisieren zu können im Zellkern und
das finde ich ist schon ziemlich
bemerkenswert. Was sind deine
vielleicht auch sehr
persönlichen Tipps für jemand, der
überlegt, in den Fachbereich Medizinphysik
oder Strahlenthererapie hineinzugehen.
Warum sollte man das in Erwägung ziehen
aus seiner deiner Sicht? Ich finde es
ein sehr spannendes Thema. Es ist vor allem
auch sehr interdisziplinär, das ist auch
der Grund, warum es mich dahin gezogen
hat. Also mein Hintergrund ist, dass ich
Biophysik studiert habe, mir war von
Anfang an klar, dass ich in verschiedene
Fachbereiche reingucken wollte und hatte
dadurch auch im Studium die Möglichkeit
dazu.
Das erste Mal Kontakt dazu hatte ich
tatsächlich während meiner
Bachelorarbeit, die habe ich
in der Gesellschaft für
Schwerionenforschung in Darmstadt damals
gemacht. Da habe ich das erste
Mal Kontakt dazu gehabt. In der
Masterarbeit bin ich wieder eher in die
pharmazeutische Biologie, aber für die
Doktorarbeit wollte ich es dann doch
kombinieren, und für mich ist es einfach
eine schöne Schnittstelle aus
physikalischen Anwendungen und
biologischen Know-How, das so da
zusammenkommt.
[Musik]