Werden Proben mit Fluoreszenzfarbstoff markiert, können etwa einzelne Zellen oder Zellpopulationen auf bestimmte Eigenschaften untersucht werden. Dadurch werden beispielsweise wertvolle Einblicke in den Aufbau und die Funktionsfähigkeit der Zellen oder des Immunsystems mit seinen vielfältigen Signalwegen und Aufgaben ermöglicht.
Die bereits 1968 entwickelte Durchflusszytometrie erlaubt heute die Messung von ca. 40.000 Zellen pro Sekunde mit ca. 50 unterschiedlichen Parametern pro Zelle. Diese Datenmenge ist ohne eine potente Auswertungssoftware nicht zu bewältigen, so dass die Bioinformatik hier eine wichtige Rolle spielt.
Neben der Analyse können fluoreszenzmarkierte Zellen auch nach verschiedenen Eigenschaften sortiert, isoliert und anschließend für Folgeexperimente genutzt werden. Entsprechende Geräte werden als „Zell-Sorter“ bezeichnet, woher sich der Name FACS (fluorescence-activated cell sorting) ableitet.
Nicht nur wertvoll für die Forschung
Die Durchflusszytometrie baut ihre Bedeutung in der medizinischen Routinediagnostik zunehmend aus. Eine klassische Methode ist die Bestimmung der Lymphozyten-Subpopulationen, also die Bestimmung aller weißen Blutkörperchen (T-, B- und NK-Zellen). Dies nennt man Immunphänotypisierung. Auch in der Onkologie kommt die Durchflusszytometrie zum Einsatz. In diesem Gebiet werden Blut oder Knochenmark sowie vereinzelte Zellen aus soliden Tumoren oder Lymphknoten als Probenmaterial genutzt.
Eines der neuesten Einsatzfelder ist die Überwachung von zellbasierten Therapien, wenn beispielsweise CAR-T Zellen eingesetzt werden. Auch in der Erforschung extrazellulärer Vesikel, die bei der intrazellulären Kommunikation entscheidend mitwirken, hat sich die Durchflusszytometrie etabliert.
Eine sehr vielversprechende Erweiterung der Durchflusszytometrie ist die Kombination mit bildgebenden Verfahren. Dadurch können zelluläre Ereignisse wie Translokationen in den Zellkern, Kolokalisationen von Molekülen in Zellen, Zellzyklusstadien oder zelluläre Formveränderungen sichtbar gemacht werden. Diese Image-basierte Durchflusszytometrie verspricht viele neue Erkenntnisse auf Einzelzellbasis.
Der Einsatz der Durchflusszytometrie mit allen Möglichkeiten und neuen Erweiterungen kann zu einer immer zielgerichteteren Entwicklung von Medikamenten und auch zur Prävention von Erkrankungen beitragen.
