Auricher Wissenschaftstage –
Forum einer dritten Kultur
Praktikum im Heidelberger Life-Science Lab des dkfz
vom 25. Juli bis zum 5. August 2016
Von Chiara Bienow,
Wiebke Mäcken,
Inken de Vries und Milena Walter
Inken de Vries, Chiara Bienow, Milena Walter und Wiebke Mäcken (v. l.) vor dem Heidelberger Life-Science Lab
Wir, Chiara Bienow, Inken de Vries, Wiebke Mäcken und Milena Walter, erhielten durch ein Stipendium der Auricher Wissenschaftstage die Chance, ein 2-wöchiges Praktikum am Life-Science-Lab des Deutschen Krebsforschungsinstitut Heidelberg zu absolvieren.
Unser erster Tag begann mit einer kurzen Vorstellungsrunde, in welcher wir Anja Reimann, die Leiterin des Praktikums, und 5 weitere Praktikantinnen kennenlernten. Nach einer Sicherheitseinweisung begaben wir uns gespannt ins Labor.
Unser Arbeitsplatz im Labor
Unsere erste Woche gestaltete sich fast ausschließlich durch Laborarbeit. Unterteilt waren unsere Aufgaben in drei Themengebiete: Proteinbiochemische Methoden, Basiskurs der Molekularbiologie und Grundlagen der Zellbiologie.
In der ersten Woche haben wir unter anderem eine Induktion von Apoptose (programmierter Zelltod) bzw. Nekrose (unkontrollierter Zelltod) in humanen Lymphozyten vorgenommen. Dafür haben wir diese Jurkat-T-Zellen mit einem Kulturmedium erhitzt, um den unkontrollierten Zelltod einzuleiten.
Jurkat-T-Zellen sind Leukämiezellen, die verewigt wurden, um an ihnen zu forschen. Man überführt sie danach in ein sogenanntes „Well“ einer 96-Well-Platte, eine Kunststoffplatte mit 96 runden Vertiefungen. Danach wurden 5 weitere „Wells“ wieder mit der Jurkat-T-Zellen/Kulturmedium Mischung befüllt. Um hier nun den kontrollierten Zelltod darzustellen, wurde ein Todesligand (eine zelltötende chemische Substanz) mit zunehmendem Anteil pro „Well“ dazugegeben.
Über Nacht inkubierten wir die 96-Well-Platte bei 37 Grad in einem CO2-Inkubator. Am nächsten Morgen machten wir uns dann an die Analyse des Zelltodes. Zunächst beobachteten wir die Lymphozyten unter einem Mikroskop und stellten die verschiedenen Stadien des Zelltodes fest. Unser zweiter und letzter Schritt war es schließlich, die Lymphozyten in ein Eppendorf-Gefäß (kleine Kunststoffhülse) zu überführen und dann im Durchflusszytometer zu analysieren. Der Durchflusszytometer trennt die einzelnen Zellen unter elektrischer Spannung und Lichtmarkierung nach Form, Struktur und Färbung voneinander und erlaubt so eine Aussage über abgestorbene oder lebende Zellen.
Fluoreszenzmikroskopie mit DAPI-Färbung
Fluoreszenzmikroskopie mit Mitotracker-Färbung
Fluoreszenzmikroskopie mit DAPI- und Mitotracker-Färbung
Wir beschäftigten uns in der zweiten Woche des Praktikums mit der Fluoreszenzmikroskopie, da sie eine zentrale Methode der Zellbiologie darstellt. Mit Hilfe dieser Methode lassen sich einzelne Bestandteile von Zellen selektiv darstellen und so die Lokalisation von Organen, Zellkompartimenten oder Proteinen nachweisen. Die Fluoreszenzmikroskopie haben wir mit HeLa-Zellen durchgeführt, die durch verschiedene Farbstoffe wie DAPI und Mitotracker angefärbt werden, um die Zellen für uns unter dem Fluorenszenzmikroskop sichtbar zu machen. Das Spannende an den HeLa-Zellen ist, dass es eine Zelllinie von Henrietta Lacks Gebärmutterhalskrebs ist von 1951 und es die ersten menschlichen Tumorzellen sind, aus denen eine permanente Zelllinie etabliert werden konnte.
Des Weiteren bekamen wir die Möglichkeit, Einblicke in unterschiedliche Abteilungen des Deutschen Krebsforschungszentrums zu erlangen. Da das dkfz ein internationales Institut ist, wird dementsprechend vorrangig Englisch gesprochen. Durch den Vortrag von Dr. Steeve Boulant bekamen wir somit die Gelegenheit, einen englischen Vortrag zu hören und auch Frage und Anmerkungen auf Englisch zu stellen. Wir durften uns außerdem interessante technische Geräte angucken, welche uns zuvor unbekannt waren, wie beispielsweise ein Elektronenmikroskop, der 7-Tesla, zur Magnetresonanz, oder ein FACS-Gerät.
Durch die Vorträge wurde uns veranschaulicht, in welchen Forschungsbereichen die Methoden eingesetzt werden, die wir im Life-Science-Lab gelernt haben. Nachdem wir von Dr. Angela Schulz gelernt hatten, wie ein Genom durch Sequenzierung gelesen wird, durften wir dieses Wissen direkt in die Praxis umsetzen und selbst eine semi-quantitative und eine colony PCR durchführen.
PCR steht kurz für Polymerase-Ketten-Reaktion (engl. polymerase chain reaction). Ziel der PCR ist es, eine gewünschte DNA beliebig oft zu kopieren und vorliegende Gensequenzen zu erkennen. Mit dieser Information können beispielsweise Spezies, Geschlecht, Verwandtschaftsgrad oder Mutationen aufgezeigt werden. Als erstes haben wir unsere gewünschte DNA hitzedenaturiert, um beide DNA-Stränge voneinander zu trennen. Danach haben wir einen zum gewünschten DNA-Abschnitt komplementären Primer angelagert, was auch als Annealing bezeichnet wird. Der letzte Schritt ist dann die sogenannte Elongation, bei der an der DNA durch Zugabe einer Taq-DNA-Polymerade die Synthese der neuen DNA-Stränge stattfindet. Die colony PCR funktioniert grundsätzlich genauso wie die semi-quantitative PCR, jedoch gibt man hier lebende Bakterien hinzu, um beispielsweise Bakterien zu typisieren, was die medizinische Diagnostik bei einer bakteriellen Infektion erleichtern kann.
Ebenfalls durften wir das Zentrum für Präklinische Forschung besuchen, in welchem Tiere für die Tierforschung gehalten werden. Entgegen einiger Vorurteile wurde uns von Dr. Michaela Socher auf sachlicher Basis erklärt, wie die Tiere gehalten werden, wie die Tierversuche durchgeführt werden und welchen Zwecken die Forschung an Tieren dient.
Dr. Stefanie Seltmann von der Öffentlichkeitsarbeit des dkfz teilte uns mit, wie die Forschung in den Medien kommuniziert wird. Wir erfuhren mehr über das Institut und die Forschungsbereiche. Vor allem empfanden wir die neuen Methoden zur Krebsforschung, die gezielt und schonend wirken, mit besserer Spezialisierung auf die Patienten, als sehr spannend.
Im KID, dem Krebsinformationsdienst des Institutes, wurde uns erklärt, dass sich Patienten, Angehörige oder auch interessierte Bürger in Bezug auf Krebstherapien und Krebsprävention kostenlos über verschiedenste Medien fachlich beraten lassen können.
An unserem vorletzten Tag im dkfz durften wir bei der wöchentlichen Besprechung in der Sportmedizin des NCT dabei sein. Hierbei wurden Behandlungsmöglichkeiten für Patienten besprochen, welche durch individuell angepassten Sport und Bewegung in ihrer Krebsbehandlung therapiert werden.
Die Führung durch die verschiedenen Bereiche und die Vorträge in den unterschiedlichen Abteilungen haben uns sehr interessiert und uns in Bezug auf unsere Studienorientierung sehr weitergebracht.
Am vorletzen Tag haben wir uns noch mit den weiteren Praktikantinnen getroffen, um als Dankeschön und zum Abschied einen Kuchen für Anja Reimann zu backen und diesen am letzen Tag dann mit einem Bild von uns und einer Karte zu überreichen.
Das 2-wöchige Praktikum hat uns viel Spaß gemacht und wir sind froh, dass wir diese schönen Erfahrungen machen durften. Wir danken den Auricher Wissenschaftstagen für diese einzigartige Chance. Auch dem dkfz, vorrangig dem Heidelberger Life-Science-Lab und Anja Reimann möchten wir Danke sagen, dass wir so viel gelernt haben und 2 unvergessliche Wochen in Heidelberg verbringen konnten.