Membranselektive Fluoreszenzmarkierung für in-vitro und in-vivo Zelldetektion

Ziele: Der Vorteil der optischen Bildgebung gegenüber konventionellen Verfahren z.B. MRT liegt im hohen Signal-zu-Rausch-Verhältnis (SNR). Ziel dieser Studie war es daher, eine membranselektive Zellmarkierung mit Fluorochromen durchzuführen und die Möglichkeit einer optischen Zelldetektion in-vitro und in-vivo zu untersuchen. Methode: Tumorzellen (HT1080– Fibrosarkom) wurden mit membran-selektiven Carbocyanin-fluorochromen (DiO, DiL and DiR, Molecular Probes, Inc, Eugene) markiert. Diese Substanzen fluoreszieren im grünen, roten und nahinfraroten Spektrum (Ex/Em: 484/501 nm, 549/565 nm sowie 750/780 nm). Die Zellvitalität sowie die Dauer der Fluorochromretention wurden über mehr als 10 Zellpassagen untersucht. Die Detektionsgrenze von markierten Tumorzellen wurde in einem Zellphantom bestimmt. Die Anwendbarkeit der Methode in-vivo wurde in einem Tumor-Xenograft-Model evaluiert. Ergebnis: Die Zellvitalität wurde durch die Markierung nicht beeinflusst. Die Fluoreszenz der markierten Zellen verminderte sich mit jeder Zellpassage, war jedoch nach mehr als 8 Zellzyklen noch nachweisbar. Weniger als 5000 markierter Zellen konnten in einem Zellphantom mit einem Mehrkanal-Fluoreszenzscanner detektiert werden. Während DiO und DiL eine Zelldetektion in den oberflächlichen Schichten (2mm) erlaubte, konnten DiR-markierte Zellen in tieferen Gewebeschichten visualisiert werden (6–8mm). Alle Fluorochrome lieferten eine sehr effiziente Zellmarkierung mit SNR bei den Untersuchungen in-vivo zwischen 50 und 150. Schlussfolgerung: Membran-selektive Zellfärbung mit lipophilen Fluorochromen ist eine effektive Methode zur Zellmarkierung. Ein optisches „cell tracing“ sollte mit dieser Methode möglich sein.

Key words

optische Bildgebung - Fluoreszenz - Zellmarkierung - Fluorochrome - membranselektiv