ArchivDeutsches Ärzteblatt12/1996Flowzytometrie: Ein modernes Verfahren zur Zellanalyse

POLITIK: Medizinreport

Flowzytometrie: Ein modernes Verfahren zur Zellanalyse

Becher, Franziska

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LNSLNS Mit der Durchfluß- oder Flowzytometrie ist eine Technik entwickelt worden, die es ermöglicht, gleichzeitig physikalische und molekulare Parameter auf Einzelzellniveau zu messen. Darüber hinaus besteht zum ersten Mal in der klinischen Diagnostik die Möglichkeit, ohne großen Personal- und Zeitaufwand, Abwehrfunktionen des Immunsystems zu bestimmen, so Prof. Ralf Bauer (Universität Bonn) anläßlich des VI. Workshops zur Flowzytometrie in Bonn. Bei der Flowzytometrie strömen in einer dünnen Kapillare Zellen einzeln hintereinander durch ein Laserlicht, das durch die jeweilige Zelle gestreut wird. Anhand dieser Lichtstreuung werden sowohl Granularität als auch Volumen der Zellen gemessen und diese Signale in einem x-y-Diagramm auf dem Monitor dargestellt. Auf diese Weise können Zellen der gleichen Gruppe elektronisch aus einem Zellgemisch heraussortiert und identifiziert werden.
Der Fortschritt in der Analyse der Blutzellen bestehe jedoch darin, betonte Bauer, daß in den einzelnen Zellgruppen Oberflächenmoleküle der Zellen bestimmt werden können, die bestimmte Eigenschaften und Funktionen der Zellen widerspiegeln. Dazu müssen vor den Messungen die Zellen im Vollblut mit fluoreszenzmarkierten Antikörpern versetzt werden, die gegen bestimmte Differenzierungsmoleküle gerichtet sind. Drei verschiedene Fluoreszenz-Farbstoffe können in einer Analyse gleichzeitig eingesetzt werden. Vom Laserlicht angeregt, senden sie dann gut trennbare Lichtsignale aus, die mit Detektoren getrennt analysiert werden können.
Die Flowzytometrie ist somit in der Lage, neben morphologischen Eigenschaften gleichzeitig die Moleküle einer Zelle zu messen, die zum System der Leukozytendifferenzierungs-Antigene gehören und international nach dem CD-System (CD = Cluster of Differentiation) festgelegt sind. Sehr rasch bekannt wurde dieses System durch die Abnahme der T-Helfer-Lymphozyten während der HIV-Infektion. Hier sinken die CD4Zellen (T-Helfer-Lymphozyten) kontinuierlich ab. Der CD4-Wert ist somit eine wichtige prognostische Größe für den erworbenen Immundefekt. Mittlerweile sind mehr als 130 Oberflächenmoleküle in ihrer Bedeutung und Funktion bekannt. Drei Moleküle aus dem CD-System können heute durch die Flowzytometrie gleichzeitig auf jeder Zelle erfaßt werden. Die Meßergebnisse der Leukozyten-Differenzierungs-Antigene erlauben weitreichende Aussagen zu Funktion und Leistung der Zellen. Dies gilt in besonderem Maße für das spezifische und unspezifische Abwehrsystem. Das war auch der Grund, weshalb die Kliniker frühzeitig den hohen diagnostischen Stellenwert der Flowzytometrie erkannten. Mit dieser Methode war die Diagnose AIDS bereits vor Kenntnis des HI-Virus möglich und konnte von anderen Immundefekten abgetrennt werden. Die durch die flowzytometrische Analyse definierten immunologischen Stadien der HIV-Infektion geben nicht nur wichtige Hinweise für Prognose und Therapie, sondern zeigen auch die Krankheit als einen infektionsimmunologischen Prozeß. So ist die starke Abnahme der T-Helfer-Lymphozyten (CD4+) zwar symptomatisch für die Entwicklung des Immundefektes, sie wird aber von einer drastischen Zunahme aktivierter zytotoxischer T-Lymphozyten begleitet, so daß im Stadium der Lymphadenopathie im Blut der HIV-Patienten mehr T-Lymphozyten zirkulieren als vor der Infektion. Dadurch treten laut Bauer auch Autoimmundefekte auf, deren pathogenetische Bedeutung heute noch nicht in allen Einzelheiten überblickt werden. Als weitere Einsatzgebiete der Flowzytometrie nannte der Bonner Dermatologe alle Autoimmunerkrankungen, Leukämien, Lymphome, Viruserkrankungen, die Onkologie und ein therapiebegleitendes Moni-toring. Für den allergischen Formenkreis stehen flowzytometrische Analysen von Lymphozyten-Subpopulationen erst am Anfang. Ein flowzytometrisches Labor kann heute neben einer Standardimmun-Phänotypisierung Funktionsuntersuchungen zur Phagozytose, zur Chemotaxis oder zur NK-Zell-Aktivität anbieten. Hinzu kommen Pathonogenese-orientierte Untersuchungen über intrazelluläre Zytokine, intrazelluläre Antigene, die Bestimmung von Antikörpern gegen CD4- Lymphozyten bei HIV-Patienten, Zellzyklusuntersuchungen und DNS-Analysen sowie die Messung von HLA-B27.
Neuerdings kann sogar der LDL-Rezeptor auf Monozyten gemessen werden. Die Bestimmung des LDLRezeptors ist für die Arterioskleroseforschung ein wichtiges Screening-Verfahren, da ein Mangel dieses Rezeptors auf die familiäre Hypercholesterinämie in der homozygoten oder heterozygoten Form hinweist. In der Bevölkerung kommt diese Fettstoffwechselstörung in der heterozygoten Form in einer Häufigkeit von etwa zwei zu 1 000 vor. Damit ist die Flowzytometrie auch auf dem zunehmend wichtigen Gebiet der Prävention einsetzbar. Franziska Becher

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