Ein „tiefer Blick“ in die Niere:

Die Erforschung komplexer biologischer Prozesse erfordert in vielen Fällen die Analyse der subzellulären molekularen Ultrastruktur. Fluoreszenzmikroskopie ermöglicht die räumliche Darstellung mehrerer molekularer Marker in biologischen Proben simultan und ist eine wichtige und flexible Methode sowohl in wissenschaftlicher Forschung als auch in der klinischen Diagnostik.

Die am weitesten verbreiteten konventionellen Fluoreszenzmikroskope sind durch das physikalische Phänomen der Lichtbeugung (sog. Diffraktion) auf eine maximale Auflösung von 200-300 Nanometer (nm) limitiert. Sie erlauben somit zwar die Visualisierung einzelner Zellen, nicht jedoch die Analyse der subzellulären Ultrastruktur, die häufig in Größenordnungen im zweistelligen Nanometerbereich organisiert ist.

Mikroskopie-Technologien, die diese Diffraktionsgrenze überwinden und somit eine subzelluläre Auflösung ermöglichen, werden „Super-Resolution-Mi­kroskope“ (SRM) genannt (Huang B; Cell 2010; 143:1047). Bekannte Beispiele für SRM-Technologien sind unter anderem Stimulated Emission Depletion (STED), Structured Illumination Microscopy (SIM) oder Stochastic Optical Reconstruction Microscopy (STORM).

Das große Potential von SRM für die Analyse von biologischen Proben wurde von der wissenschaftlichen Gemeinschaft und speziell auch von der Nephrologie erkannt, nicht zuletzt, da in der Niere die molekulare Ultrastruktur eng mit der Physiologie und Pathophysiologie des Organs verbunden ist (Siegerist F; Front Endocrinol 2018; 9:379). Ein Beispiel hierfür ist die glomeruläre Schlitzmembran mit einem Diameter von ca.
40 nm, die im Rahmen verschiedener renaler Erkrankungen gestört ist (Grahammer F; Nat Rev Nephrol 2013; 9:587).