Risikobewertung von Herz-Kreislauf-Erkrankungen bei Patienten am iMM der Universität Lissabon mit dem NanoWizard® Rasterkraftmikroskop von JPK Instruments

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Pressemeldung der Firma JPK Instruments AG

JPK Instruments, ein weltweit führender Hersteller von Nanoanalytik-Instrumenten für den „Life Sciences“- und „Soft Matter“-Bereich, berichtet über den Einsatz des NanoWizard® Rasterkraftmikroskops (engl. Atomic Force Microscope – AFM) am „Instituto de Medicina Molecular“ (iMM) der Universität Lissabon.

Dr. Nuno C. Santos leitet die Biomembran- und Nanomedizin-Gruppe am Institut für Molekulare Medizin der Universität Lissabon in Portugal. Herz-Kreislauf-Erkrankungen sind die weltweit häufigste Todesursache und verantwortlich für etwa ein Drittel aller Todesfälle. Da Biomarker zur kardiovaskulären Risikobewertung zudem nur bedingt anwendbar sind, gibt es hier großes Potenzial für die Erforschung neuer Lösungsansätze. Ein hoher Anteil an Fibrinogen, einem Protein, das für den Blutgerinnungsprozess wichtig ist, wurde als potenzieller Risikofaktor für diese Erkrankungen ausgemacht Das ist das Forschungsthema der Gruppe, bei dem die Wissenschaftler Rasterkraftmikroskopie einsetzten.

Mit dem NanoWizard® AFM von JPK Instruments hat die Gruppe die Wechselwirkung zwischen Fibrinogen und Erythrozyten von Patienten mit chronischer Herzinsuffizienz untersucht und herausgefunden, wie das Fibrinogen die Aggregation dieser Zellen beeinflusst. Dr. Santos fasst die bisherigen Erkenntnisse zusammen: „Wir haben gezeigt, dass die Kraft, die nötig ist, um die Bindung zwischen Fibrinogen und einem Erythrozyten aufzubrechen, bei Patienten mit chronischer Herzinsuffizienz größer ist als bei gesunden Probanden. Bei den Erythrozyten dieser Patienten zeigten sich außerdem Veränderungen in der Elastizität und beim Verhalten in der Blutbahn. Anschließend wurde während einer einjährigen klinischen Überwachung herausgefunden, dass Patienten, bei denen anfangs eine höhere Kraft nötig war, um die Bindung zwischen Fibrinogen und Erythrozyt lösen, mit höherer Wahrscheinlichkeit in den folgenden zwölf Monaten wegen kardiovaskulärer Komplikationen stationär behandelt werden mussten. Wir konnten also Methoden aus der Nanotechnologie mit der Identifizierung kardiovaskulärer Probleme in Zusammenhang bringen.“

In dieser Studie erwies sich AFM-basierte Methodologie als vielversprechendes Werkzeug, um Veränderungen bei der Wechselwirkung zwischen Fibrinogen und menschlichen Blutzellen festzustellen und Patienten mit erhöhtem kardiovaskulären Risiko eindeutig zu identifizieren. Die Bindungskräfte zwischen Fibrinogen und Erythrozyt, auf Einzelmolekülebene gemessen, sind also ein potentieller Biomarker für den Schweregrad chronischer Herzinsuffizienz und könnten eventuell auch für die klinische Risikobewertung anderer Herz-Kreislauf-Erkrankungen herangezogen werden.

Dr. Santos über das NanoWizard® Rasterkraftmikroskop: „AFM-basierte Kraftspektroskopie mit dem NanoWizard® II von JPK Instruments war unsere erste Wahl, um die Wechselwirkung zwischen Fibrinogen und roten Blutkörperchen zu untersuchen, und wir haben so die Zellelastizität bei chronischer Herzinsuffizienz bestimmt. Es ist ein robustes und benutzerfreundliches System, bestens geeignet für unsere Forschungsarbeit.“

Die Gruppe hat erst kürzlich einen Artikel in Nature Nanotechnology mit dem Titel „Entitled Atomic force microscopy as a tool to evaluate the risk of cardiovascular diseases in patients“ veröffentlicht. Die Publikation beschreibt die hier skizzierten Forschungsergebnisse und kommt zu dem Schluss, dass AFM ein vielversprechendes Tool für die Identifizierung von Patienten mit einem erhöhten Risiko für kardiovaskuläre Erkrankungen ist. 1

JPK Instruments entwickelt, konstruiert und fertigt Instrumente in Deutschland zu weltweit anerkannten Standards der deutschen Feinmechanik, Qualität und Funktionalität. Für weitere Einzelheiten über das NanoWizard® AFM-System und seine Anwendungen, sowie weitere Produkte besuchen Sie uns auf der JPK Webseite www.jpk.com, YouTube, Facebook oder LinkedIn.

Literatur

1 Ana Filipa Guedes et al, Atomic force microscopy as a tool to evaluate the risk of cardio-vascular diseases in patients; Nature Nanotechnology 11, 687–692 (2016) doi:10.1038/nnano.2016.52



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JPK Instruments AG ist ein weltweit führender Hersteller von Nanoanalytik-Instrumenten, insbesondere von rasterkraftmikroskopischen Systemen (AFM) und optischen Pinzetten (Optical Tweezers), mit einem breiten Anwendungsspektrum von der Soft Matter Physik bis zur Nanooptik, von der Oberflächenchemie bis hin zur Zell- und Molekularbiologie. Als Experte in der Technologie der Rasterkraftmikroskopie hat JPK mit als erstes die bahnbre-chenden Möglichkeiten der Nanotechnologie auf den Gebieten der Life Sciences und der Soft Matter erkannt. Durch Innovationsgeist, durch Spitzentechnologie und eine einzigartige Applikationsexpertise hat JPK die Nanotechnologie erfolgreich mit den Life Sciences zusammengeführt. JPK hat seinen Hauptsitz in Berlin sowie weitere Standorte in Dresden (Deutschland), Cambridge (UK), Singapur, Tokio (Japan), Shanghai (China), Paris (Frankreich) und Carpinteria (USA). Mit seinem globalen Vertriebsnetz und mehreren Support Cen-tern betreut JPK die kontinuierlich wachsende Zahl von Anwendern mit ganzheitlichen Lö-sungen und erstklassigem Service direkt vor Ort.


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