Praktikum beim DKFZ in Heidelberg

Am Montag startete das Praktikum mit einer herzlichen Begrüßung durch unsere Praktikumsleiterin Frau Anja Klefenz, die uns nach einer Sicherheitseinführung direkt mit unserem Arbeitsplatz für die nächsten zwei Wochen bekannt machte. Bevor es jedoch mit der eigenständigen Laborarbeit losging, wurden wir an unseren Werkbänken über die Nutzung der Gerätschaften, unter anderem der Pipetten, eingewiesen. Nach dem Mittagessen starteten wir mit einer proteinbiochemischen Methode, und zwar der diskontinuierlichen Gelelektrophorese, die zur Charakterisierung von Proteinen eingesetzt wird. Um diese durchführen zu können, war unsere Aufgabe, das dafür benötigte SDS-Gel zu gießen. Danach bereiteten wir die Proben für die SDS-Gele vor und beluden diese anschließend mit unseren proteinhaltigen Proben. Um diese laufen zu lassen, haben wir die SDS-Gele während der Mittagspause unter Spannung gesetzt. Um uns am nächsten Tag die Proteine anschauen zu können, färbten wir sie anschließend mit Coomassie auf dem Wippschüttler. Durch die Färbung und anschließender Entfärbung ließen sich klare Banden erkennen.

Neben der Gelelektrophorese führten wir im Labor auch eine Plasmid-Minipräparation durch. Dies ist eine molekularbiologische Methode mit dem Ziel der Isolierung von Plasmid-DNA. Dafür setzten wir über Nacht zunächst eine Bakterienkultur mit kanamycin-resistenten Bakterien an, die wir am nächsten Tag für die Minipräp ernteten und aus denen wir die DNA isolierten. Anschließend zerlegten wir zwei Plasmid-DNA-Lösungen unter Anwendung von Restriktionsenzymen in definierte Bruchstücke. Nach gelelektrophoretischer Auftrennung der verdauten und der unverdauten DNA-Lösungn über ein Agarosegel konnten die linearisierten Fragmente unter UV-Licht sichtbar gemacht werden.

Im Anschluss führten wir mit einer der DNA-Lösungen eine Transformation durch. Somit brachten wir die DNA in Bakterien ein. An den von uns erstellten Agarplatten konnte man feststellen, dass die neuen Bakterien ebenfalls Kanamycinresistenz aufwiesen.

Am Donnerstag begannen wir dann mit Experimenten aus dem Bereich der Zellbiologie. Da wir nun bereits drei Tage Erfahrung mit dem Equipment gesammelt hatten, durften wir mit lebendigen Zellen unter der Sterilwerkbank arbeiten. Bevor wir uns jedoch an die Arbeit machten, wurden wir über die speziellen Vorsichtsmaßnahmen dieser Werkbank aufgeklärt. So stellte sich das Arbeiten hier als wesentlich komplizierter heraus. Zum Üben erhielten wir HeLa-Zellen (Gebärmutterhalskrebszellen), die wir von ihrer alten Zellkulturflasche in eine neue umsiedeln sollten.

Außerdem ermittelten wir mithilfe der Neubauer Zählkammer die Anzahl an Jurkat T-Zellen (Leukämiezellen) in einer Lösung und bestimmten somit deren Konzentration. Danach induzierten wir an einem Teil der Jurkat T-Zellen mithilfe eines Todesliganden den programmierten Zelltod (Apoptose) und am anderen Teil durch Erhitzen den nicht programmierten Zelltod (Nekrose). Mithilfe eines Durchflusszytometers bestimmten wir im Anschluss die Anteile von lebenden und toten Zellen und sahen die unterschiedliche Morphologie (Aussehen) der nekrotischen und der apoptotischen Zellen unter dem Mikroskop an.

Am Ende der ersten Woche vollzogen wir eine Transfektion von Hek-Zellen (menschliche embryonale Nierenzellen) mit der Calciumphosphat-Methode, bei der DNA-Kristalle generiert und auf adhärente (sich an Oberflächen anhaftende) Zellen pipettiert werden. Um zu prüfen, wie gut die Zellen die Kristalle aufgenommen haben, schauten wir sie uns unter dem Fluoreszenzmikroskop an und stellten eine grüne Fluoreszenz, eine grüne Färbung, fest.

In der zweiten Woche waren unsere Tage zweigeteilt: morgens besuchten wir die verschiedenen Abteilungen des DKFZs und am Nachmittag arbeiteten wir weiterhin im Labor, wo wir uns näher mit der Fluoreszensmikroskopie und mit PCR basierten Nachweisverfahren auseinandersetzen. Zuerst plattierten wir eukaryotische HeLa-Zellen aus und färbten sie anschließend mit DAPI für

die Zellkernfärbung (blau) und Mitotracker-Red für die Mitochondrien (rot), sodass wir uns die Zellen unter dem Fluoreszenzmikroskop anschauen konnten.

Bei der PCR (Polymerase-Kettenreaktion) erstellten wir Kopien von uns vorgelegten DNA- Sequenzen und führten erneut eine Gelelektrophorese durch.

Am Montag der zweiten Woche besuchten wir die Abteilung der Durchflusszytometrie, bei der es um die Vermessung der Zellen geht und hörten einen spannenden Vortrag von Herr Dr. Steffen Schmidt, der uns erklärte, wie mithilfe eines Laserstrahls eine große Anzahl von Zellen analysiert und sortiert werden kann.

Als Nächstes besuchten wir das Zentrum für präklinische Forschung, das hier auch gerne ,,Tierstall“ genannt wird. Wie der Name es schon vermuten lässt, handelte es sich hier um das Zuhause von 50.000 Mäusen und anderen Versuchstieren, die, wie uns Dr. Lena Hornetz berichtete, dort unter optimalen Bedingungen leben. Nachdem wir uns Schutzkleidung angezogen hatten, um die Tiere vor möglichen Krankheiten zu bewahren, durften wir uns selbst einen Eindruck verschaffen und stellten fest, dass der sonst so negativ konnotierte Begriff der Tierversuche nicht die Realität widerspiegelt. Oftmals werden nämlich vor allem Fotos aus dem Zusammenhang gerissen und damit Falschinformationen verbreitet, weshalb es uns auch nicht gestattet war, jegliche Aufnahmen zu machen. Neben dem Hauptzentrum der Tierställe schauten wir uns zudem die Aquahaltung an, in der Frösche gehalten werden.

Des Weiteren hörten wir von Frau Dr. Eva Krieghoff-Henning einen Vortrag über den KID (Krebs- Informations-Dienst). Dort kann jeder mit Fragen, Sorgen und Unklarheiten zum Thema Krebs

anrufen, um sich fachlich zu informieren. Ganz besonders wichtig fanden wir die Unabhängigkeit des KID, da dies seine Objektivität, Neutralität und Sachlichkeit gewährleistet.

Unser nächster Abteilungsbesuch führt uns zur Medizintechnik, wo uns Herr Armin Runz anhand von 3D gedruckten Schädeln, Bauchspeicheldrüsen, Gehirnen, Blasen und Wirbelsäulen die Vorteile von 3D-Skulpturen erklärte und inwiefern sie dazu führen, dass man ein besseres Verständnis des menschlichen Körpers erwirbt. So lassen sich präzisere Therapien entwickeln. Er

berichtete uns, dass sich die Nutzung der Medizintechnik immer weiter etabliert und während der letzten Jahre erhebliche Fortschritte gemacht habe.

Als Vorletztes ging es dann zum „7-Tesla”, der die Magnetresonanztomographie und Spektroskopie ermöglicht. Herr Dr. Stephan Orzada erklärte uns den extremen Unterschied zwischen den 1,5- bzw. 3-Tesla- und den 7-Tesla-Resonatoren, der in ihrer Effektivität liegt. Außerdem bewies er uns die Stärke des Kraftfeldes, indem wir einen an ein er Schnur befestigten Tennisball schweben lassen konnten, da der Tennisball eine Metallmutter enthielt.

Die letzte Abteilung schauten wir uns am Donnerstag an. Dabei handelte es sich um die Hochdurchsatz-Sequenzierung, in der Genome gelesen bzw. die Reihenfolge der Basenpaare bestimmt werden können. Damit lassen sich individuelle Mutationen erkennen. Dies ist ausschlaggebend für die Krebsforschung, denn so können an einzelne Personen angepasste Therapien und somit bessere Wege zur Behandlung gefunden werden. Zuletzt zeigte uns Frau Dr. Angela Schulz die Sequenzierer, die pro Gerät jeweils etwa 1,2 bis 2 Millionen Euro kosten.

Nachdem wir am Freitagvormittag die letzten Experimente beendet und deren Ergebnisse ausgewertet hatten, reflektierten wir gemeinsam mit unserer Betreuerin die letzten zwei Wochen, bevor wir dann abreisten.

Abschließend möchten wir uns bei den Auricher Wissenschaftstagen herzlich bedanken, dass wir die Chance erhalten haben, ein Praktikum am Deutschen Krebsforschungszentrum in Heidelberg absolvieren zu dürfen. Es war nicht nur eine lehrreiche, sondern auch eine spannende und beeindruckende Zeit am DKFZ. Wir konnten viele wertvolle Eindrücke, Erfahrungen und Erinnerungen sammeln und wunderbare Menschen kennenlernen. Wir möchten uns herzlich bei Frau Anja Klefenz und Frau Angela Funk für ihre großartige Vorbereitung und Betreuung bedanken. Zudem möchten wir uns für die zahlreichen Einblicke in die verschiedenen Abteilungen des DKFZ bedanken, insbesondere bei den jeweiligen Ansprechpartnern: Herr Dr. Steffen Schmitt, Frau Dr. Lena Hornetz, Frau Dr. Eva Krieghoff-Henning, Herr Armin Runzeln, Herr Dr. Stephen Orzada und Frau Dr. Angela Schulz.