Physical Properties of Squamous Cell Carcinoma Cells using Atomic Force Microscopy

Einleitung: Maligne und benigne Zellen unterscheiden sich nach bisherigen Untersuchungen durch ihre Kern-Plasma-Relation und an Hand ihrer Elastizitat. Zur Messung dieser mechanischen Zelleigenschaft eignet sich die Anwendung eines Rasterkraftmikroskops. Wenn Zellen verschiedener Dignitat ein unterschiedliches Resonanzverhalten zeigen, weil sie eine andere Elastizitat besitzen, ware eine selektive Ablation von spezifischen Gewebearten mittels Ultraschallwellen denkbar. Das Ziel unserer Arbeit ist eine hochselektive Ablation von Tumorgewebe unter Schonung des gesunden Gewebes zu erreichen. Material und Methode: Mittels Rasterkraftmikroskopie wurden Elastizitatsmessungen und eine ortsaufgeloste physikalische Zellcharakterisierung von Tumorzellen (UD-01 Zelllinie) durchgefuhrt. In einem weiteren Schritt wurde ein Ultraschallapplikator unter definierten Bedingungen uber einem Zellrasen positioniert und die morphologischen Veranderungen wahrend der Ultraschallbehandlung bei einer Frequenz von 24 kHz dokumentiert. Ergebnisse: Es zeigten sich verschiedene Elastizitaten auf der Plattenepithelkarzinomzelle, abhangig von der Lage und der untersuchten Lokalisation. Wir konnten bezuglich der Ultraschallanwendung eine maximale Amplitude definieren, bis zu der morphologische Zellveranderungen ausschlieslich durch Ultraschallanregung entstehen, unabhangig von entstehender Erwarmung. Nach Behandlung eines intakten Zellrasens mit fokussiertem Ultraschall konnten Verklumpungen und Ablosungen von der Oberflache beobachtet werden. Zusammenfassung: Das Rasterkraftmikroskop eignet sich zur Bestimmung der individuellen Zellelastizitat mit einer sehr hohen Ortsauflosung. Die ermittelten Daten konnten die Grundlage fur Behandlungsmodalitaten sein, die zu einer superselektiven Schadigung maligner Zellen fuhren.