Ziel des Forschungsvorhabens war es, ein neues Standardverfahren zu entwickeln, das den Zugang zu dem breiten Feld der intrazellulären Ionenkanäle eröffnet.
Ionenkanäle in intrazellulären Organellen sind essenziell für zahlreiche physiologische Prozesse. Sie steuern beispielsweise die Muskelkontraktion sowie die Sekretion von Hormonen und Neurotransmittern. Daneben sind diese Kanäle für die Entstehung genetischer Erkrankungen wie Epilepsien und Herzrhythmusstörungen und als Drug-Targets von großer klinischer Relevanz. Bisher stehen für die Analyse von intrazellulären Ionenkanälen keine Routine-Methoden zur Verfügung, die eine effiziente Analyse im Rahmen von Arzneistoffentwicklung und Forschung ermöglicht. Ziel des Projekts war es daher, ein neues Standardverfahren zu entwickeln, das den Zugang zu dem breiten Feld der intrazellulären Ionenkanäle eröffnet.
Im ersten Jahr der Förderung lag der Fokus auf speziellen intrazellulären Organellen, den Lysosomen. Das Grundprinzip der Methode besteht darin, biochemisch isolierte Lysosomen auf einer Festphasenmatrix, einem speziell entwickelten und optimierten planaren Glaschip, zu immobilisieren. Der Glaschip enthält eine Öffnung, die durch ihre spezielle Ausformung die Lysosomen bei elektrophysiologischen Experimenten mechanisch stabilisiert und damit das Zerreißen dieser empfindlichen Organellen verhindert. Im zweiten Jahr der Förderung wurde das Verfahren weiterentwickelt und so weit optimiert, dass Ionenströme in weiteren intrazellulären Organellen wie Mitochondrien charakterisiert werden können. Schließlich ist es gelungen, Ionenströme in Bakterien zu untersuchen. Ergebnis: Mit dieser Technologie gelang es, Ionenflüsse in intakten Lysosomen, Mitochondrien und Bakterien direkt zu messen.
