MALDI-2-Technik: Chemische Einzelzell-Kommunikation sichtbar machen

Bei einer Krebsdiagnose ist es wichtig, den Tumor auf kleinster Ebene zu verstehen. Um die Einzelzell-Kommunikation sichtbar zu machen, entwickelte ein Team der Universität Münster eine neue Methode zur Bildgebung: ein modifiziertes FLuoreszenzmikroskop-t-MALDI-2-Massenspektrometer. MALDI steht für Matrix-unterstützte Laserdesorption/Ionisation, mit der sich chemische Profile benachbarter Zellen in Gewebeproben bestimmen lassen.

Einzelzellkommunikation nachweisen

„Zum ersten Mal können wir fluoreszenzbasiert Zelltypen identifizieren und diese im Gewebe-Kontext mit ihrer chemischen Signatur zusammenbringen. Chemische Unterschiede und Wechselwirkungen auf Einzelzell-Ebene sind erkennbar“, erläutert Dr. Alexander Potthoff, Erstautor der Studie. So können wichtige Erkenntnisse für das Verständnis und die korrekte Einschätzung der Erkrankung sowie für die Therapiewahl erlangt werden. Die Kommunikation zwischen den Zellen gibt Aufschluss über den Verbleib oder die Ausbreitung der Erkrankung. 

Mithilfe eines Lasers werden bei der MALDI-Massenspektrometrie Moleküle aus dem Gewebe gelöst, um ihre Masse zu messen. So erhält man Infos zu Stoffwechselprodukten und Zellwandbestandteilen. Der nun eingesetzte zweite Laser sorgt für die Nachionisation, da ein Massenspektrometer nur elektrisch geladene Teilchen entdeckt. MALDI-2 erhöht die Nachweisempfindlichkeit noch weiter, da eine inverse Bestrahlungsgeometrie genutzt wird sowie ein Fluoreszenzmikroskop in das Massenspektrometer integriert wird. Fluoreszenzbasierte Messungen können so direkt mit einer massenspektrometrischen Analyse in einem Gewebeschnitt gekoppelt werden.

Vor allem die Grundlagenforschung kann von dieser neuen Möglichkeit profitieren. In der Klinik können durch MALDI-2 schnellere, ergänzende Analysen von Biopsien durchgeführt werden. Wird die Technik noch weiter verbessert und einzelne Zellorganellen können sichtbar gemacht werden, können diese auf ihre chemische Zusammensetzung untersucht werden und damit die Suche nach neuen Therapien und Wirkstoffen unterstützen.

Literatur:
Potthoff A, Schwenzfeier J, Niehaus M. et al.: Spatial biology using single-cell mass spectrometry imaging and integrated microscopy. Nat Commun 16, 9129 (2025). DOI: 10.1038/s41467-025-64603-8.

Quelle: idw