Gesundheit

Durch einzigartige Einblicke in Moleküle, Zellen und Gewebe eröffnet PETRA IV für die Gesundheitsforschung völlig neue Möglichkeiten. Große Fortschritte erhoffen sich die Forschenden durch Bilder von Zellen in ihrer Umgebung.

Krebs, Diabetes, Demenz oder Herz-Kreislauf-Leiden: Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler suchen bei vielen Erkrankungen intensiv nach verbesserten Therapien oder innovativen Wirkstoffen. Neue Krankheitserreger wie das Coronavirus SARS-CoV-2 bedrohen die Gesundheit der Menschen; die Ausbreitung von Infektionskrankheiten und multiresistenten Keimen erfordert neue Ansätze mit maßgeschneiderten Wirkstoffen und molekularbiologische Therapien.

PETRA IV ist das ideale Instrument, um den medizinischen Fortschritt voranzutreiben. Mit dem brillanten Röntgenlicht lassen sich Zellbestandteile wie Proteine und Moleküle sowie ganze Zellen in einer Probe analysieren. Die Röntgenstrahlen von PETRA IV sind extrem stark gebündelt. Das erlaubt in Kombination mit schneller Signalerfassung einen sehr hohen Messdurchsatz. Der Vorteil: Die Zeiten für medizinische Studien verkürzen sich.

Medikamente werden schneller zugelassen.

Im Bildhintergrund der Fotocollage ist ein medizinisches Forschungslabor zu sehen. Im Vordergrund rechts ist die schematische Darstellung eines menschlichen Körpers platziert, links davon drei kreisrunde Bildausschnitte mit medizinischen Illustrationen darin. Die Kreise sind vom Vordergrund in den Hintergrund gestaffelt und mit abnehmender Größe von vorne nach hinten dargestellt. Sie erinnern an den Blick durch ein Röntgenmikroskop. Vom ersten bis zum dritten Kreis erfolgt im jeweiligen Bildinhalt eine schrittweise Annäherung von der Größenebene des Gewebes über die der Zellwände bis hinab zur Molekularebene. — Für gezielte Krebstherapien sind Andockstellen an die Zelle ein wichtiger Ansatzpunkt, weil diese Rezeptoren Mechanismen wie die Blutgefäßbildung im Tumor steuern. Wenn geeignete Wirkstoffe (orange) verhindern, dass bestimmte Andockstellen (blau) durch Wachstumsfaktoren (rot) aktiviert werden, hemmt dies das Tumorwachstum. PETRA IV kann den Prozess von der molekularen Wirkstoffankopplung bis zum zellübergreifenden Geschehen sichtbar machen. Bild: DESY, Lucid Berlin

Ein Bild der Zelle in ihrer natürlichen Umgebung

In Experimenten wird die Zelle als Teil ihrer natürlichen Umgebung analysiert.
Es können standardisiert große Probenzahlen untersucht werden.
Bilder, die bisher nur mit außergewöhnlichem Aufwand und deutlich geringerer Detailschärfe möglich waren, werden Routine.
Die flexible und hochautomatisierte Auslegung der Strahlführungen an PETRA IV ermöglicht es, schnell auf neu auftretende Herausforderungen zu reagieren.
Zur übergreifenden Analyse biologischer Proben können auf dem Campus Instrumente wie Kryo-Elektronenmikroskope und der ultraschnelle Röntgenlaser European XFEL komplementär zu PETRA IV genutzt werden.